Os pesquisadores estão planejando as chaves para uma função da bexiga

A incontinência urinária é uma condição devastadora que afeta mais de 33 milhões de americanos, de acordo com a Associação Nacional de Continuidade, o que leva a grandes efeitos nocivos na saúde mental dos pacientes e na qualidade de vida. Os distúrbios da micção são uma característica importante de todos os distúrbios neurológicos.

A equipe de pesquisa da USC agora fez um grande progresso em como a medula espinhal humana preparou o esvaziamento da bexiga. A descoberta pode levar a novos tratamentos interessantes para ajudar os pacientes a restaurar o controle dessa função básica.

No estudo pioneiro, uma equipe da USC Viterbi College of Engineering and Cake na Universidade da USC aproveitou o ultrassom funcional para monitorar mudanças reais de tempo na dinâmica do fluxo sanguíneo na medula espinhal humana enquanto enche a bexiga e o esvaziamento.

O trabalho foi publicado em Comunicações da natureza Ele foi chefiado por Charles Liu, diretor do USC Nervous Center da Kik College of Medicine da Universidade do Sul da Califórnia e professor de engenharia biomédica da USC Viterbi e Vasileios Christopoulos, professor assistente do Ministério da Engenharia Biomédica Alfred.

Os autores que participam do estudo são os pesquisadores em engenharia biomédica, Kofi Ajman e Darin Lee, diretor assistente do USC Neurorestoration Center e também pertencem à engenharia biomédica da Universidade do Sul da Califórnia. Outro grande acionista foi Evgeniy Kreydin, do Centro Nacional de Reabatização Rancho Los Amigos e do Instituto de Urologia da USC.

A medula espinhal organiza muitas funções humanas básicas, incluindo processos involuntários como bexiga, intestino e função sexual. Esses processos podem entrar em colapso quando a medula espinhal é danificada ou se deteriorando devido a lesão, doença, derrame ou envelhecimento. No entanto, o pequeno tamanho da medula espinhal e o complexo recipiente ósseo dificultaram o estudo diretamente em humanos.

Ao contrário do cérebro, os cuidados clínicos de rotina não incluem pólos invasivos e porcelana na medula espinhal devido aos riscos claros de paralisia. Além disso, não há ressonância magnética funcional, que inclua a maior parte da imagem nervosa funcional humana, na realidade prática da medula espinhal, especialmente nas áreas de peito e coluna vertebral, onde traduz muita função crítica.

A medula espinhal é uma área muito descoberta. É muito surpreendente para mim porque, quando comecei a fazer neurociência, todo mundo estava falando sobre o cérebro. E o Dr. Liu perguntou: “E a medula espinhal?” Para muitos, foi apenas um cabo que transmite informações do cérebro para o sistema periférico. A verdade era que não sabíamos como ir para lá – como estudar a medula espinhal no trabalho, retratar sua dinâmica e realmente entender seu papel nas funções fisiológicas. “

Vasilius Christopoulos, Professor Assistente, Alfred E. Man Departamento de Engenharia Biomédica, Faculdade de Engenharia na USC

Ultrassom funcional: uma nova janela na medula espinhal

Para superar essas barreiras, a USC usou o ultrassom funcional (FUSI), uma técnica de imagem nervosa emergente que é gás no mínimo. A operação FUSI permitiu à equipe medir o local onde ocorrem mudanças no volume sanguíneo na medula espinhal durante o ciclo de micção.

No entanto, Fusi requer uma “janela” através do osso para fotografar a medula espinhal. Os pesquisadores encontraram uma oportunidade única trabalhando com um grupo de pacientes submetidos a cirurgia para estimular o desligamento da coluna vertebral para dor lombar crônica.

“Ao implantar o estímulo da medula espinhal, a janela que criamos nos ossos pelos quais nos fornecemos nos dá uma oportunidade ideal e segura para fotografar a medula espinhal usando FUSI sem perigo ou desconforto para voluntários no estudo”, disse Lee, que realizou cirurgias. “Enquanto a equipe cirúrgica estava preparando o catalisador, estávamos gentilmente e esvaziando a bexiga com uma solução salina para simular todo o ciclo de micção sob a anestesia enquanto a equipe de pesquisa reúne dados de FUSI”.

“Este é o primeiro estudo em que mostramos que existem áreas na medula espinhal onde a atividade está associada à pressão dentro da bexiga”, disse Christopoulos. “Ninguém nunca mostrou uma rede na medula espinhal associada à pressão da bexiga. O que isso significa é que eu posso olhar para a atividade da medula espinhal nessas áreas específicas e dizer sua passagem do ciclo da bexiga – quão cheia a bexiga está cheia e se você está prestes a urinar”.

Cristobolos disse que os experimentos identificaram que algumas áreas da medula espinhal mostraram uma correlação positiva, o que significa que sua atividade aumentou com alta pressão da bexiga, enquanto outros mostraram negativo (anti -light), com um aumento na atividade com aumento da pressão. Isso indica a participação de redes de medula espinhal emocionantes e inibidas no controle da bexiga. “Foi extremamente emocionante obter dados diretamente do scanner Fusi em ou para o laboratório, pois as técnicas avançadas de ciência de dados revelaram rapidamente resultados sem precedentes antes, mesmo em modelos animais, sem mencionar os seres humanos”, disse Ajman.

Nova esperança para os pacientes

Liu fez por duas décadas no cruzamento de engenharia e medicina para desenvolver estratégias transformacionais para restaurar a função Sistema nervoso. Christopoulos passou muitas de sua carreira de pesquisa no desenvolvimento de técnicas de distorção nervosa para ajudar os pacientes a restaurar o controle do motor. Eles apontaram que, para os pacientes, mantendo o controle de operações involuntárias que muitos de nós consideramos muçulmanos com ele é mais essencial do que caminhar.

“Se você perguntar a esses pacientes, a função mais importante que eles queriam restaurar é sua função motora ou sensorial. Eram coisas como função sexual, controle do intestino e bexiga”, disse Christopoulos, observando que o defeito funcional urinário geralmente leva à pouca saúde mental. “É um problema muito desumano lidar com isso”.

Pior, a incontinência urinária leva às infecções do trato urinário mais comuns (ITUs) porque os pacientes devem ser equipados com cateter. Devido à função sensorial limitada, eles podem não ser capazes de sentir que têm uma infecção até que seja mais grave e se espalhe para os rins, o que leva à hospitalização.

Este estudo fornece um caminho tangível para atender a essa necessidade crítica de pacientes com defeito no trato urinário baixo. A capacidade de decodificar a pressão da bexiga da atividade da medula espinhal fornece prova de conceito para desenvolver interfaces espinhais personalizadas que podem alertar os pacientes sobre a condição da bexiga, o que os ajuda a restaurar o controle.

Atualmente, quase todas as estratégias de quebra de nervos se concentram em distúrbios baixos do trato urinário, em grande parte porque a base nervosa desse processo crítico ainda não está claro. “É preciso entender um processo antes que se possa melhorá -lo racionalmente”, disse Leo.

Esta pesquisa recente representa um passo importante, pois abriu novas maneiras de intervenções precisas da medicina que combinam gás e não -invasivo agitando com tratamentos farmacológicos para tornar o nervosismo do sistema complicado bilateral uma realidade clínica para milhões em todo o mundo.