Cvičební intervence ke snížení neuropatické bolesti a zánětu mozku po poranění míchy

Tato klinická studie bude využívat randomizovaný, kontrolovaný, zkřížený design. Účastníci budou randomizováni do (A) 12 týdnů FES-RT následovaných 12 týdny léčby jako obvykle nebo (B) 12 týdnů léčby jako obvykle a následně 12 týdnů FES-RT.

Randomizace bude vygenerována počítačem a statistik studie si ponechá klíč k náležitému utajení přidělení léčby, dokud nezíská základní měření.

Cvičení intervence:

FES-RT probíhá ve dvou odlišných krocích – počátečním silovém tréninku, po kterém následuje FES-RT. Lidé s SCI mohou vyžadovat alespoň dva týdny a až šest týdnů silového tréninku. Pro silový trénink jsou elektrody umístěny přes motorické body kvadricepsu a hamstringů a intenzita stimulu je nastavena na úroveň, která vytváří plnou flexi-extenzi kolena. Trénink se provádí, dokud subjekty nedokážou dokončit protokol extenze flexe po dobu 30 minut bez odpočinku. Během této doby bude získána první sada dat PET-MR.

Následně začíná FES-RT.

Měření / Hodnocení Kapacita cvičení: Dobrovolníci provedou inkrementální zátěžový test veslování FES nebo pouze veslování paží, aby určili maximální příjem kyslíku v den normálně naplánovaný na pravidelný cvičební trénink. Zátěžová kapacita a aerobní výkon budou určeny z on-line počítačem podporované spirometrie otevřeného okruhu. Subjekty budou veslovat se zvyšujícím se odporem každé 2 minuty až do dobrovolné únavy. Aby bylo zajištěno dosažení maximální zátěžové kapacity, budou splněna alespoň 3 z těchto kritérií: 1) ustálená spotřeba O2 navzdory zvyšující se zátěži, 2) poměr výměny dýchání >1,10 na konci zátěže, 3) dosažení věkem predikované maximální tepové frekvence a 4) vnímaná námaha je hodnocena minimálně 16 na Borgově stupnici 6-20.

Objem cvičení: Postup cvičebního stimulu v rámci tréninkového programu bude posuzován z trvání, frekvence a intenzity odvozené ze srdeční frekvence monitorované během každého cvičebního záchvatu (tj. trvání na každý týden. TRIMP se běžně používají ke kvantifikaci zátěže při cvičení a jsou specifické pro kardiopulmonální systém. Vyšetřovatelé také vypočítají zátěž nebo práci při cvičení jako součin týdenního průměru příkonu a celkové týdenní doby cvičení.

PET-MR zobrazování

Neuroimagingové metriky budou získány na začátku, po 12 týdnech a po 24 týdnech. MR-PET skenování bude provedeno na 3 Tesla pomocí celotělové MRI Siemens, celotělové PET kamery (Biograph MMR). Data MRI budou získávána současně s daty PET.

V reakci na poranění mikroglie migrují do místa poranění a exprimují více proteinů buněčného povrchu, včetně translokátorového proteinu (18 kDa) (TSPO). Tato podmíněná exprese dělá z TSPO primární cíl pro PET zobrazování (127). Existuje několik kandidátů PET indikátorů pro gliovou aktivitu, z nichž 11C-PBR28 je citlivý radioligand TSPO druhé generace s vysokou afinitou vhodný pro zobrazování mikrogliální a astrocytární aktivace při neurozánětu u lidí. Pro gliální zobrazování bude 11C-PBR28 podáván intravenózní injekcí pomalým bolusem po dobu 30 s (130). Dynamická data budou shromažďována přes mozek po dobu 90 minut v režimu seznamu a po sběru budou zarámována. Dávka bude až 15mCi, což je ekvivalent ~3,7 mSv.

Pro zobrazování opioidů bude 11C-diprenorfin injikován intravenózně, dynamická data budou sbírána přes mozek po dobu 90 minut v režimu seznamu a po odběru budou zarámována. Dávka bude až 12mCi, což je ekvivalent ~2,5 mSv.

Pro oba skeny jsou na základě dat MPRAGE vytvořeny mapy korekce útlumu založené na MR. Pro zobrazování glií budou použity standardizované hodnoty vychytávání (SUV), normalizované na vychytávání ligandu PBR28 celým mozkem. Pro 11CDiprenorfin se provádí kinetické modelování s použitím specifických bilaterálních okcipitálních kortexů jako referenčních tkání. Mapy nenahraditelného vazebného potenciálu (BPND), představující relativní množství specificky vázaného radioligandu k množství nevytěsnitelného radioligandu, se vypočítají z 90 minut dynamických dat PET za použití zjednodušeného modelu referenční tkáně s okcipitální kůrou použitou jako referenční tkáň.

Strukturní objem s vysokým rozlišením bude shromážděn pro účely podélných strukturálních analýz. Všechny longitudinální analýzy dat budou prováděny v nativním prostoru jako opakovaná měření, čímž se vyhneme chybám prostorové normalizace typicky spojeným s kohortovými studiemi.

Baterie dotazníků týkající se bolesti, kvality života a psychické pohody pro účastníky při čtyřech příležitostech: ihned po zápisu, na začátku 12týdenní čekací listiny nebo období FES-RT, na konci prvního ramene a na konci zkříženého ramene (24 týdnů).

Podmíněná modulace bolesti: Podmíněná modulace bolesti (CPM) je psychofyzicky založená laboratorní metoda ke spolehlivému vyhodnocení individuálních schopností inhibovat bolest u lidí. Stručně řečeno, CPM je založena na fenoménu „bolest inhibuje bolest“, kdy stimul A (testovací bolest) podaný společně se stimulem B (kondicionující bolest) je vnímán méně bolestivě, než když byl podán samotný stimul A. Ačkoli literatura není zcela konzistentní, CPM lze snížit naltrexonem, což naznačuje alespoň částečnou závislost inhibice na endogenních opioidech. CPM bude stanovena na začátku, 12 týdnů a 24 týdnů, s hypotézou, že FES-RT povede ke zvýšení CPM.