Uno studio, pubblicato sulla rivista Nature, descrive un prototipo che ricrea un riflesso nervoso essenziale per evitare i crolli di pressione in individui colpiti da lesioni spinali
La più evidente conseguenza di una lesione del midollo spinale è la paralisi di un parte del corpo, questa è accompagnata da tutte una serie di problematiche considerate secondarie ma che possono avere anche gravi conseguenze. Oltre al deficit di mobilità e sensibilità molti pazienti con lesioni del midollo, passando da una posizione sdraiata a seduta (in alcuni casi anche eretta), subiscono ripetuti cali della pressione sanguigna - si parla di ipotensione ortostatica. Generalmente ciò comporta stordimento, offuscamento della vista o vertigine ma a lungo andare le ricadute sul cuore possono essere gravi incrementando il rischio di infarto. Un gruppo di ricercatori ha ideato un’innovativa tecnologia per tentare di contrastare questo fenomeno.
Si sente spesso parlare delle cellule staminali come protagoniste assolute della medicina rigenerativa e diversi studi stanno valutando la loro potenzialità nel riparare in toto le lesioni spinali, ma al momento questo ambizioso obiettivo non è stato ancora raggiunto. Per questo motivo, un gruppo di ricerca - composto da ben 45 scienziati coordinati da Aaron Phillips, della Cumming School of Medicine dell’Università di Calgary (Canada), e da Grégoire Courtine, del Swiss Federal Institute of Technology (EPFL) di Losanna (Svizzera) – ha deciso di focalizzare l’attenzione su un problema ben preciso collegato alla lesione del midollo spinale, il controllo della pressione sanguigna, e di puntare ad innovazioni tecnologiche. I risultati degli studi preclinici dell’ ingegnosa ricerca sono stati pubblicati lo scorso gennaio sulla rivista scientifica Nature.
Per afferrare meglio il significato di questo studio occorre ricordare che, nel passaggio dalla posizione supina a quella eretta, il sistema cardiovascolare subisce un netto cambiamento in termini di pressione arteriosa e volume di sangue spostato. Infatti, nelle grosse vene che scorrono all’interno degli arti inferiori sono presenti delle valvole - dette a nido di rondine - che impediscono che il sangue, con la gravità, possa defluire verso il basso. Le vene varicose, ad esempio, sono un fenomeno che si produce quando tali valvole smettono di funzionare bene. Nel momento in cui il corpo raggiunge la posizione eretta si calcola che dai 300 ai 500 ml di sangue ristagnino nei vasi della parte inferiore del corpo, perciò serve l’intervento di meccanismi di regolazione della gittata cardiaca che operino in maniera tale da mantenere costante il flusso di sangue al cervello, evitando la perdita di coscienza. Tra questi figurano proprio i barorecettori, recettori situati nelle pareti del cuore e dei vasi sanguigni che monitorano la circolazione arteriosa del sangue: se la pressione aumenta essi lavorano di più mentre, se diminuisce, la loro attività si riduce aumentando il flusso di sangue verso il cuore. Le lesioni del midollo spinale tranciano le comunicazioni tra il tronco cerebrale inferiore (con il quale comunicano i barorecettori) e le fibre simpatiche della parte alta del tronco che innervano il sistema cardiovascolare, determinando il prodursi dell’ipotensione ortostatica. Per gestire questo fenomeno solitamente si ricorre a una terapia farmacologica (ad esempio a base di mineralcorticoidi o vasopressivi) che, purtroppo, esercita alcuni effetti negativi sull’organismo.
Il gruppo di ricerca ha messo a punto un dispositivo che mira a stimolare i percorsi neuronali interrotti dalla lesione spinale e, per farlo, ha sviluppato un modello murino senza precedenti con cui comprendere i punti esatti in cui applicare lo stimolo elettrico. Altri studi precedenti condotti su modelli animali avevano suggerito che una stimolazione elettrica mirata del midollo spinale (ESS, Epidural Spinal Stimulation) potesse garantire un ripristino della locomozione ma il nuovo modello amplia questo concetto, puntando ad una stimolazione spinale epidurale mirata (nell’acronimo TESS da lui descritto la T sta per “Targeted”) in grado di agire sulla pressione sanguigna. Così, stimolando elettricamente i nervi sul lato posteriore del midollo spinale toracico inferiore e ricorrendo a complesse analisi comparative e computazionali dei dati, i ricercatori hanno scoperto che la pressione del sangue aumenta e si attivano i neuroni simpatici che regolano la circolazione negli organi addominali. Una volta compreso quali sono i circuiti simpatici coinvolti, gli scienziati sono passati a modelli animali più complessi e hanno sviluppato un dispositivo a circuito chiuso capace di regolare in maniera dinamica la pressione sanguigna. Riattivando i barorecettori - o meglio il baroriflesso da essi consentito – i ricercatori hanno trovato un modo per controllare la pressione sanguigna in esemplari di scimmia che avessero subito una lesione al midollo spinale.
Quello appena descritto è uno studio preclinico che comporta una miriade di domande, soprattutto riguardanti la sicurezza dell’approccio e le sue possibili conseguenze non solo sui neuroni stimolati e sui delicati organi della cavità addominale ma anche sul sistemico rialzo della pressione sanguigna, potenzialmente difficile da mitigare. In questi ultimi anni l’attenzione del grande pubblico si è fortemente concentrata sugli esoscheletri con cui alcuni individui colpiti da trauma midollare possono rimettersi in piedi e riappropriarsi di certi movimenti, a beneficio di tutto l’organismo. Molti di questi esoscheletri sono parte di un percorso riabilitativo i cui vantaggi vanno al di là della sola deambulazione, toccando anche il delicato ambito del sistema cardiovascolare. Per ciò che riguarda i sistemi di stimolazione elettrica, la strada da percorrere è ancora decisamente molto lunga ma i ricercatori continueranno a lavorare su un approccio che faccia del controllo del baroriflesso uno strumento terapeutico nei casi di lesione spinale. Con la speranza che, un domani, questi due approcci possano convergere restituendo ai malati le opportunità e la qualità di vita sottratte dalla lesione.
