Transkutan vagusnerve-stimuleringens roll i behandlingen av akut hjärnskada

Akut hjärnskada är ett av dagens ledande hälsoproblem. Det medför hög dödlighet och sjuklighet, begränsade behandlingsalternativ och förlängda vårdtider, vilket lämnar patienter med funktionsnedsättningar som försämrar livskvaliteten och ökar sjukvårdskostnaderna. Etiologin för hjärnskada kan vara traumatisk eller icke-traumatisk. Den globala incidensen av traumatisk hjärnskada (TBI) uppskattas till 27 till 69 miljoner fall per år, främst på grund av fall och trafikolyckor. Bland de mest utmanande icke-traumatiska hjärnskadorna finns aneurysmal subaraknoidalblödning (aSAH), med en incidens på 10-15 patienter per 100 000 per år. I behandlingen av primär och sekundär hjärnskada är både kirurgiska och icke-kirurgiska ingrepp viktiga. Begränsade behandlingsalternativ vid behandling av hjärnskada har öppnat dörren för övervägande av nya icke-invasiva metoder. Nya studier visar att neuromodulering inducerad av vagusnervstimulering (VNS) kan bidra till bättre utfall hos patienter med hjärnskada.

Den första tillämpningen av VNS i en klinisk miljö var en invasiv procedur som användes vid behandling av farmakoresistent epilepsi. Därefter utvecklades en icke-invasiv metod för transkutan VNS (tVNS), som kan ha neuroprotektiva och immunprotektiva effekter. Enligt befintlig forskning ger tVNS ett säkrare tillvägagångssätt vid behandling av cerebralt ödem, epileptiska anfall, störningar i hjärnans blod-hjärnbarriär, återhämtning av motoriska och kognitiva funktioner samt immunmodulering. Transkutan VNS inducerar förstärkt reglering av endogen noradrenerg aktivitet genom aktivering av locus coeruleus och frisättning av noradrenalin i amygdala, samt högre totala koncentrationer av noradrenalin i hjärnan. Följaktligen möjliggör en ökning av det cerebrala perfusionstrycket (CPP) bättre syresättning av hjärnvävnad och reperfusion av penumbrazonen. Noradrenalin undertrycker anfall genom att skydda GABAerga neuroner och minska neuronal hyperexcitabilitet. Dessutom utövar det antiinflammatoriska effekter på mikrogliala celler, vilket minskar produktionen av cytokiner och kemokiner. Acetylkolin (ACh), under vagal stimulering, minskar också proinflammatoriska cytokiner som tumörnekrosfaktor (TNF), interleukiner IL-1β, IL-6 och IL-18. Samtidigt påverkar det den mikrogliala fenotypen, minskar den proinflammatoriska M1-mikrogliala fenotypen, som främjar oxidativ stress och mitokondriell skada, till förmån för den neuroprotektiva M2-fenotypen. Nya studier visar att tVNS också signifikant modulerar seruminflammatoriska cytokiner hos patienter med sepsis. En annan antiinflammatorisk mekanism är interaktionen mellan VNS och peptidhormonet ghrelin. Serumghrelinkoncentrationer ökar under vagal stimulering, vilket leder till en efterföljande minskning av TNF-α-nivåer och andra proinflammatoriska cytokiner efter hjärnskada. Ghrelin spelar också en viktig roll för att minska intracerebral blödning genom att inhibera NLRP3 och stimulera Nrf2/ARE-signalvägen. Analys av biomarkörer för hjärnvävnadsskada, som S100-protein och neuronspecifik enolas (NSE), kan användas för att bedöma dödlighet och sjuklighet, samt resultat av neurointensivvård, och icke-invasiv tVNS-stimulering kan resultera i en minskning av deras värden och tjäna till att övervaka det kliniska tillståndet hos patienter med hjärnskada.

Motorisk återhämtning beror på hjärnans neuroplasticitet, och resultaten från tidigare studier indikerar signifikant bättre funktionell motorisk återhämtning när rehabiliteringsterapi kombineras med tVNS. Icke-invasiv tVNS kan också lindra kognitiv dysfunktion, eftersom det minskar neuroinflammation och förbättrar minnesfunktionen genom stimulering av perifera och centrala kolecystokinin (CCK)-receptorer.

Användningen av tVNS är säker hos patienter med aSAH och stroke, och det förbättrar signifikant funktionell återhämtning hos patienter i ett minimalt medvetet tillstånd efter transaurikulär tVNS som administrerats under en period av fyra veckor.

Såvitt vi vet har tVNS ännu inte använts i kliniska studier i Kroatien, och det har inte heller beskrivits i fallrapporter eller små kohortstudier. De erhållna resultaten kommer att korreleras med insamlade data om patienternas kliniska status, förlopp och varaktighet av sjukhusbehandling, förekomst av komplikationer och behandlingsresultat.