La stimolazione cerebrale profonda è una tecnologia in uso da circa 20 anni, che permette a pazienti poco responsivi ai trattamenti farmacologici di ridurre i tremori e i dolori cronici dovuti all’avanzamento di patologie come Morbo di Parkinson, distonie e tremore essenziale. Tale tecnologia consente di studiare l’evoluzione di queste patologie, permettendo a chi ne soffre di migliorare il proprio stile di vita.
Recentemente un dispositivo elettromedicale impiantabile, portatile e ricaricabile, alphaDBS, ha ottenuto il marchio CE per la commercializzazione in Europa dopo 10 anni di studi. AlphaDBS è stato sviluppato in Italia da Newronika, una spin-off company dell’IRCCS Ca’ Granda Ospedale Maggiore Policlinico di Milano e dell’Università Statale di Milano.
La stimolazione cerebrale profonda
La stimolazione cerebrale profonda o “Deep Brain Stimulation” – DBS – è una tecnica di neurochirurgia che consta nell’impianto di un dispositivo di elettrostimolazione localizzata delle zone deputate al controllo del movimento, come ad esempio nel cervelletto. Il posizionamento dei lunghi elettrocateteri richiede un intervento chirurgico invasivo in anestesia locale per poter raggiungere in profondità i siti di interesse.
Tali elettrodi sono a loro volta collegati ad una centralina, simile ad un pacemaker, che genera degli impulsi di corrente che viaggiano lungo il catetere. Durante questa fase, si valutano le risposte del paziente agli impulsi di corrente.
L’installazione del neurostimolatore avviene solitamente con una seconda operazione, finalizzata a ricavare una tasca nei pressi dell’area sottoclavicolare sicura, relativamente vicina alla testa e lontana dai tessuti molli (Figura 1). Il video di Neuroscientifically Challenged illustra in modo schematico il funzionamento di un impianto tipo, sottolineando i benefici che può comportarne l’utilizzo e i dubbi connessi ad un uso a lungo termine.
La DBS può prevedere l’impianto di uno o due neurostimolatori a seconda della necessità, detto anche impianto mono o bi-laterale. Inoltre, i dispositivi in commercio possono essere a batteria ricaricabile o ad esaurimento, in base allo stadio della patologia e alle aspettative di vita del paziente. Nel caso di una batteria ricaricabile si utilizzano delle cinture per ricarica wireless che vengono posizionate all’altezza del neurostimolatore.
Per quali patologie è indicata?
- Morbo di Parkinson – indicato per pochi pazienti al di sotto dei 70 anni che, seppure presentino reazioni positive, mostrano resistenza ai farmaci tradizionali (levodopa, pramipexolo, entecapone, etc.) e che presentano gli effetti collaterali dovuti al trattamento prolungato, con conseguenti fluttuazioni motorie forti.
- Disturbo ossessivo-compulsivo – la DBS in pazienti affetti da questa patologia viene usata quando il trattamento farmacologico risulta inefficace. La stimolazione ad alta frequenza e bassa intensità permette di sbloccare e regolare l’iperattività neuronale esistente tra la corteccia orbitofrontale ed lo striato.
- Epilessia – il trattamento è indicato in pazienti con forte farmaco-resistenza e per cui la chirurgia resettiva, ovvero la rimozione della zona epilettogena del cervello che provoca le crisi, è definita rischiosa per la vicinanza a zone cerebrali delicate o perchè l’attività epilettica è diffusa. L’utilizzo della DBS in epilessia è stato effettuato in pochi casi, per cui rimane un campo da esplorare visti i risultati preliminari finora ottenuti.
- Tremore essenziale – indicato in pazienti che mostrano scarsa risposta ai farmaci per il controllo del movimento (benzodiazepine e beta-bloccanti) e per cui l’evoluzione della patologia comporta uno stile di vita invalidante. La DBS agisce direttamente sul talamo regolandone l’attività neuronale.
Limiti di utilizzo
L’intervento per l’impianto degli elettrodi in profondità nel cervello rappresenta di per sé un rischio, in termini di anestesia, emorragie, durata dell’intervento, recupero post-intervento, infezioni e possibili malfunzionamenti dell’impianto. I principali rischi in cui il paziente incorre quando riceve l’impianto di DBS sono elencati di seguito:
- Rottura dei cateteri;
- Riscaldamento localizzato;
- Dislocamento degli elettrodi;
- Danni alla tasca del neurostimolatore.
Quando si verifica uno di questi incidenti, sarà cura del neurochirurgo e del neurologo consigliare il paziente negli step successivi. Nel caso in cui l’unica soluzione salva-vita fosse la rimozione dell’impianto il paziente ritornerà nello stato patologico, essendo la DBS non curativa e con effetto istantaneo reversibile.
AlphaDBS
Il nuovo dispositivo impiantabile per la stimolazione profonda si chiama alphaDBS ed è stato sviluppato in Italia da Newronika. L’avanzamento tecnologico di questo dispositivo ha raggiunto la marcatura CE, ovvero uno degli step principali che certificano la sicurezza d’utilizzo del prodotto sul mercato europeo, rendendolo così commercializzabile. AlphaDBS è ricaricabile ed è in grado di regolare la corrente di stimolazione in base alle fluttuazioni dei potenziali di azione locali della patologia, tecnologia meglio nota come “adaptive closed-loop system” (Figura 2).
Questo sistema eccitatorio controllato distingue alphaDBS dai suoi concorrenti che, al contrario, perpetuano la stimolazione anche quando il paziente è a riposo o non richiede un apporto di corrente elevato e continuativo.
L’abilità di raccogliere in tempo reale le informazioni delle onde cerebrali in pazienti affetti dal Morbo di Parkinson durante un trattamento di stimolazione elettrica offre ai clinici un’opportunità unica di comprendere la fenomenologia della malattia e quanto sia efficace la stimolazione mentre i pazienti partecipano alle normali attività.
Lorenzo Rossi – co-founder and CEO Newronika
In Figura 3 viene rappresentato il set-up sperimentale utilizzato per testare le prime fasi del dispositivo alphaDBS in vitro e, successivamente, in vivo su un paziente con il dispositivo ancora esterno. Il primo test clinico è attualmente in fase di svolgimento su circa 15 pazienti in Italia per controllarne la sicurezza, tollerabilità e la potenziale efficacia a breve e lungo termine.
Conclusione
La stimolazione cerebrale profonda – DBS – è una tecnologia in uso da circa 20 anni, con il fine di eliminare o attenuare i movimenti incontrollati ed il dolore in pazienti affetti da tremori essenziali, parkinsonismo, epilessia e disturbo ossessivo compulsivo. Grazie all’avanzamento scientifico, un dispositivo italiano, AlphaDBS, ha recentemente ottenuto la marcatura CE e può essere commercializzato in Europa. AlphaDBS, a differenza di altri è ricaricabile ed offre una neurostimolazione autoregolabile grazie all’innovativo sistema adattivo a ciclo chiuso, generando così, impulsi elettrici localizzati in base alla necessità di attenuazione delle fluttuazioni motorie del paziente.
Fonti e approfondimenti
- Ansa – Parkinson, certificazione UE per il primo dispositivo impiantabile
- Humanitas – Stimolazione cerebrale profonda
- ParkinsonNews Today – Newronika’s AlphaDBS system implanted in first patient
- Neurosurgery – Complications of DBS surgery — insights from large databases
- Experimental Neurology – Adaptive deep brain stimulation (aDBS) controlled by local field potential oscillations
- IOP – An electronic device for artefact suppression in human local field potential recordings during deep brain stimulation
- Medical Engineering & Physics – An external portable device for adaptive deep brain stimulation (DBS) clinical research in advanced Parkinson’s Disease
