AIH per la riparazione del midollo spinale

L'obiettivo generale è sviluppare approcci efficaci, clinicamente applicabili, per ripristinare la funzione dell'arto superiore (reach-and-grasp) dopo una lesione contusiva del midollo spinale cervicale (cSCI). Le menomazioni nella funzione degli arti superiori riducono significativamente la qualità della vita per le persone con cSCI. Le azioni di raggiungimento e presa negli animali e nell'uomo sono ampiamente controllate dal tratto corticospinale (CST). I ricercatori sostengono che la promozione della plasticità all'interno del CST può supportare il recupero della funzione dell'arto superiore dopo il cSCI. L'esposizione ripetuta all'ipossia acuta intermittente (rAIH) combinata con l'allenamento motorio è un trattamento sicuro, minimamente invasivo, che suscita la neuroplasticità con conseguente miglioramento del recupero dopo la cSCI, ma i suoi effetti complessivi rimangono limitati. Gli obiettivi principali sono: 1) migliorare gli effetti postumi indotti da rAIH/allenamento sulla funzione degli arti anteriori e aumentare la comprensione dei substrati neuronali in un modello di ratto adulto di cSCI cronico contusivo e 2) utilizzare questa conoscenza per guidare lo sviluppo di rAIH più efficace /approcci di formazione per migliorare la funzione dell'arto superiore negli esseri umani con cSCI contusiva cronica.

Nell'obiettivo specifico 1, utilizzando un modello di ratto adulto di cSCI contusivo cronico, i ricercatori studieranno gli effetti della frequenza e della dose di rAIH sul recupero funzionale mediato da rAIH/allenamento dell'arto anteriore danneggiato. Inoltre, i ricercatori combineranno rAIH/training con la plasticità sinaptica mediata dal recettore N-metil-D-aspartato (NMDA) attraverso il trattamento con D-cicloserina e studieranno gli effetti sul recupero della funzione degli arti anteriori. L'immunocitochimica con tecniche di imaging sarà utilizzata per valutare la plasticità neuronale strutturale nel CST dopo rAIH/training. Nell'obiettivo specifico 2, nelle persone con cSCI cronico incompleto, guidati dai risultati dell'obiettivo specifico 1, i ricercatori studieranno gli effetti della frequenza di rAIH e del trattamento concomitante con D-cicloserina sul recupero della funzione dell'arto superiore mediato da rAIH/allenamento. Gli investigatori analizzeranno in modo completo gli effetti di rAIH sulla forza dei postumi elettrofisiologici e funzionali nell'arto superiore.

La ricerca proposta fornirà nuove conoscenze sui postumi funzionali e anatomici mediati da rAIH/allenamento (obiettivo specifico 1), che saranno utilizzate per sviluppare efficaci protocolli di rAIH/allenamento per le persone con cLM contusive, funzionalmente incomplete (obiettivo specifico 2). I dati degli esperimenti dei ricercatori possono portare ad approcci clinicamente applicabili che migliorano il recupero della funzione del braccio e della mano dopo la cSCI contusiva cronica, che avrebbe un impatto positivo sulla qualità della vita dei veterani con cSCI. La rilevanza di questa proposta è sottolineata dalla limitata efficacia delle attuali strategie per migliorare la funzione dell'arto superiore dopo cSCI.