Pengimejan optik-akustik membantu merawat atrofi otot tulang belakang

Atrofi otot tulang belakang (SMA) ialah penyakit serius di mana mutasi genetik menyebabkan degenerasi saraf tertentu yang bertanggungjawab untuk menghantar isyarat kepada otot. Ini membawa kepada pembaziran otot dan ramai pesakit mati dengan kematian yang menyakitkan akibat penyakit yang jarang berlaku ini. Rawatan genetik hanya tersedia beberapa tahun yang lalu.

Kini pasukan yang diketuai oleh Emmanuel Nedoshill, Ferdinand Knieling dan Adrian Regensburger daripada kumpulan kerja pediatrik translasi di Jabatan Pediatrik dan Perubatan Remaja di Hospital Universiti Erlangen telah membangunkan prosedur kompleks yang menunjukkan hasil yang menjanjikan apabila digunakan dalam kombinasi dengan ini. Rawatan: denyutan laser pendek menghasilkan gelombang bunyi, yang kemudiannya memberikan imej tisu otot.

Mereka menerbitkan artikel tentang keputusan mereka dalam majalah Med.

"Kaedah ini serupa dengan imbasan ultrasound, yang telah digunakan sejak sekian lama," jelas Nedoshill. "Dalam beberapa minit sahaja, imbasan yang diambil di luar badan boleh memberikan imej otot di dalam badan."

Salah satu kelebihan utama teknik pengimejan optik-akustik ini ialah walaupun kanak-kanak kecil biasanya bekerjasama tanpa banyak usaha, kerana ia merupakan prosedur bukan invasif yang tidak memerlukan penelanan atau suntikan agen kontras. Ini bukan sahaja memudahkan kerja pasukan perubatan, tetapi juga menambah baik persekitaran untuk kanak-kanak dan ibu bapa mereka semasa berada di hospital.

Situasi ini biasanya memberi tekanan yang luar biasa bagi mereka yang terjejas. Penyakit ini disebabkan oleh hanya perubahan kecil dalam genom dari segi protein yang dipanggil "SNM", tetapi ketiadaan protein ini membawa kepada degenerasi saraf tertentu yang bertanggungjawab untuk menghantar isyarat kepada sel otot. Atrofi otot yang terjejas. Ia boleh menjadi sangat sukar bagi orang biasa untuk mendengar tentang akibat dan cara yang berbeza penyakit itu berkembang.

Satu kategori ialah "pejalan kaki", yang masih boleh mengambil beberapa langkah sendiri. Keadaan bagi mereka yang tidak aktif adalah lebih teruk. Tanpa bantuan, mereka hanya boleh duduk, tetapi tidak boleh berdiri sendiri. Keadaan yang paling teruk adalah untuk "tidak duduk", yang tidak boleh duduk. Jika otot yang diperlukan untuk menelan atau bernafas terjejas, penyakit ini boleh membawa maut.

Nasib baik, hanya 1 daripada kira-kira 10,000 bayi baru lahir mempunyai mutasi genetik SNM. Walau bagaimanapun, penderitaan mereka yang terjejas adalah begitu hebat sehinggakan sebarang penambahbaikan dalam rawatan yang ada adalah satu kejayaan yang ketara, seperti halnya dengan rawatan yang dikenali sebagai "pengimejan optoacoustic" (OAI), yang diselidik di Jabatan Pediatrik dan Perubatan Remaja di Universiti Hospital Erlangen.

Rawatan ini, yang tersedia hanya beberapa tahun yang lalu, telah membawa kepada kejayaan yang ketara dalam rawatan penyakit ini, yang sebelum ini hampir tidak dapat diubati. Peningkatan ketara telah dicapai walaupun dalam kes yang paling teruk, dipanggil "tidak duduk".

Sehingga kini, bagaimanapun, satu-satunya cara untuk menjejaki kejayaan ini adalah melalui ujian motor yang melelahkan yang boleh bertahan beberapa hari. Sifat ujian ini juga boleh menjejaskan objektiviti mereka. Sesetengah orang mungkin menggunakan lebih banyak usaha daripada yang lain, yang membawa kepada hasil yang lebih baik pada sesetengah kanak-kanak daripada yang lain. Mood kanak-kanak juga boleh berubah dari hari ke hari, yang menjejaskan markah ujian.

Prosedur OAI dengan denyutan laser pendek menggunakan cahaya inframerah dekat boleh meningkatkan keobjektifan pemerhatian ini. Denyutan cahaya ini memanaskan tisu yang terjejas, yang kemudiannya mengeluarkan gelombang bunyi yang memberikan maklumat penting tentang pelbagai struktur dalam badan pesakit. Tisu, sebagai contoh, terdiri daripada protein kolagen, yang mengembalikan spektrum gelombang bunyi yang berbeza berbanding tisu otot atau lemak.

Sumber: Med (2024). DOI: 10.1016/j.medj.2024.02.010

"Dalam otot, kita boleh mengenal pasti spektrum hemoglobin dalam sel darah merah, yang bertanggungjawab untuk mengangkut oksigen ke badan dan mengeluarkan karbon dioksida," jelas Nedoshill. Lebih banyak sel otot terdapat dan lebih aktif mereka, lebih banyak oksigen yang mereka perlukan untuk melakukan tugas mereka.

Jika seorang penyelidik di Hospital Universiti Erlangen melihat banyak hemoglobin, dia tahu bahawa ini bermakna jisim otot yang ketara. Sebaliknya, jika otot atrofi dan digantikan dengan tisu penghubung, imej 3D menunjukkan cara penyakit itu berkembang dan membawa kepada peningkatan kolagen, yang mendokumenkan atrofi otot.

Ini membekalkan doktor seperti Nedoshill alat yang sepantas dan mudah digunakan seperti imbasan ultrasound serta memberikan imej dramatik tentang cara otot dan tisu penghubung datang dan pergi.

Kajian yang dijalankan di Erlangen berdasarkan penjejakan hemoglobin menunjukkan bahawa kanak-kanak dengan SMA mempunyai tisu otot yang jauh lebih sedikit daripada kawalan sihat. Walau bagaimanapun, selepas menerima terapi genetik yang menyelamatkan nyawa, kepekatan hemoglobin meningkat, otot yang atrofi mula pulih dan isyarat ultrasound tidak lama lagi mula menyerupai isyarat daripada organisma yang sihat.

Terima kasih kepada penyelidikan di Jabatan Pediatrik dan Perubatan Remaja di Erlangen, alat yang agak mudah kini tersedia untuk memantau kemajuan pembaziran otot dan kejayaan rawatan.