Utvärdering av transkraniell fotobiomodulering vid autismspektrumstörning

Autismspektrumstörning (ASD) är en neuroutvecklingsstörning som kännetecknas av varierande presentation av svårigheter med socialisering, ömsesidig kommunikation och restriktiva/repetitiva beteenden. En allt högre prevalens av ASD dokumenteras i varje successiv epidemiologisk undersökning och störningen beräknas nu drabba upp till 2 % av ungdomarna i den allmänna befolkningen. Denna ökning av prevalensen tillskrivs delvis förbättrat erkännande av autism i intellektuellt kapabla befolkningar.

För närvarande finns det inga godkända behandlingar för kärnegenskaperna hos ASD. Tillgängliga behandlingsinsatser riktar sig istället mot andra psykiatriska störningar som ofta förekommer tillsammans med ASD, inklusive uppmärksamhet, ångest och humörstörningar.

Transkraniell fotobiomodulering (tPBM) är en ny behandlingsmetod baserad på applicering av en osynlig, icke-joniserande elektromagnetisk våg som resulterar i metabolisk modulering i målvävnader. Denna intervention består i att bilateralt exponera den främre hjärnan för den elektromagnetiska vågen som penetrerar huden och skallen in i hjärnvävnaden, är icke-invasiv och avges minimalt som termisk energi. Fördelarna med tPBM är våglängdsspecifika. Elektromagnetisk våg vid 850nm absorberas av cytokrom c-oxidas, en specifik kromofor i mitokondrier och är associerad med ökad produktion av adenosintrifosfat (ATP) genom andningskedjan. I slutändan leder den ökade ATP-produktionen till ökad energimetabolism och aktivitet för cellen, och det antas att en signalkaskad också aktiveras som främjar cellulär plasticitet och cytoskydd.

Dessa egenskaper hos tPBM har lett till nya terapeutiska tillämpningar inom neurologi. Hos patienter med akut ischemisk stroke ledde akut behandling med tPBM till signifikant bättre resultat jämfört med sken. Dessa resultat bekräftades i en annan kohort av strokepatienter med mild till måttlig svårighetsgrad av sjukdomen. Båda studierna på patienter med stroke visade ingen signifikant skillnad i frekvens av biverkningar, såväl som allvarliga biverkningar, mellan tPBM och skenbehandlade patienter. tPBM har också använts som behandling av alopeci och i djurmodeller för metanol-inducerad retinal toxicitet. tPBM används redan i stor utsträckning för icke-invasiv bedömning av hjärnans funktion, som ersätter funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI), i studier av spädbarn och unga vuxna, under namnet Near Infrared Spectroscopy), vilket understryker den relativt låga risken för tPBM. Den största risken för tPBM vid användning av en laser som ljuskälla är förknippad med oavsiktlig näthinneexponering, när strålar projiceras genom linsen, med ökad risk för makuladegeneration. Ljusemitterande diod (LED)-ljus delar inte samma risknivå som laserljuskällor och denna kliniska prövning kommer att ha flera skydd för att skydda mot denna risk.

Föreslagen behandling med tPBM har tidigare studerats hos patienter med Major Depressive Disorder (MDD). MDD har associerats med underskott i hjärnans bioenergetiska metabolism. I en experimentell modell av depression visade sig den mitokondriella andningskedjan vara hämmad av kronisk stress. Deprimerade försökspersoner har också betydligt lägre produktion av ATP (en energivektor) i sin muskelvävnad och större förekomst av deletioner i deras mitokondriella DNA. Data från magnetisk resonansspektroskopi hos patienter med MDD visade att svar på ökningen av en selektiv serotoninåterupptagshämmare (SSRI) med trijodtyronin (ett sköldkörtelhormon) är associerat med återställande av nivåerna av ATP i hjärnan. En preliminär öppen studie på 10 deprimerade försökspersoner har visat att tPBM var säker, effektiv och väl tolererad. På senare tid har effektivitet och säkerhet av tPBM också undersökts vid behandling av ASD med lovande resultat och inga allvarliga biverkningar. I den studien fick 40 deltagare åtta 5-minuters laserljusapplikationer på skallbasen och temporala områden under en 4-veckorsperiod (2 applikationer per vecka). En pulsad laser på 635nm jämfördes med placebo (mycket svaga lysdioder) och visade sig vara associerad med signifikant förbättring av ASD-symtom. Vävnadspenetrationen varierar vid olika våglängder, med 800-850 nm räckvidd som penetrerar in i djup vävnad jämfört med 635 nm.

Mer nyligen slutförde utredarna en prospektiv, 8-veckors öppen behandlingsstudie av tPBM på 10 vuxna patienter med måttlig till svår nivå av ASD. Kortvarig tPBM tolererades väl och var effektiv för att minska symtomens svårighetsgrad av ASD och komorbid ADHD. Dessutom var tPBM-behandling associerad med förbättringar av exekutiva funktioner, särskilt i funktionella domäner av kognitiv flexibilitet och emotionell kontroll, planering och organisation, responshämning och betydande förbättring av den övergripande funktionen. Behandling med tPBM tolererades väl och det fanns inga allvarliga biverkningar. En patient fick huvudvärk 8 timmar efter första behandlingen och en annan patient hade sömnlöshet efter den första behandlingsepisoden. Båda patienterna återhämtade sig spontant och behövde inga förändringar för att studera behandlingar. Pågående projekt involverar en dubbelblind randomiserad klinisk prövning av tPBM hos vuxna patienter med ASD.

Huvudsyftet med denna 8-veckors, prospektiva, placebo-kontrollerade studie är att utvärdera effektiviteten, säkerheten och tolerabiliteten av tPBM med nära-infrarött ljus hos intellektuellt kapabla vuxna med ASD. Eftersom tPBM är en icke-joniserande strålning, förväntas flera sessioner vara säkra.

tPBM-behandlingen kan genomföras i bekvämligheten av deltagarnas hem, samtidigt som man övervakar deras säkerhet och svar under schemalagda besök. Denna kliniska prövning kommer att svara på om tPBM har en effekt på ASD-symtom och om det är säkert och acceptabelt bland patienter med ASD, för vilka frekventa besök annars skulle vara oöverkomliga eller göra det otillgängligt.

Fördelen med tPBM-behandlingsmetoden jämfört med farmakoterapi är att följsamheten enkelt kan övervakas med enhetsinspelningar, och patienten behöver inte inta någon substans. Denna föreslagna studie kommer att bidra till att svara på frågan om tPBM har en effekt på ASD-symtom och om det är acceptabelt i minoritetspopulationer, vilket motiverar ytterligare studier och investeringar.