Ro'ee Gilron, PhD, водещ невролог в Rune Labs – Серия интервюта

Рои Гилрон, д-р, е водещ невролог в Rune Labs, компания за софтуер и анализ на данни за прецизна неврология, подпомагаща предоставянето на грижи и разработването на терапия. StrivePD е екосистемата на компанията за предоставяне на грижи за болестта на Паркинсон, която позволява на пациентите и клиницистите да управляват по-добре болестта на Паркинсон, като предоставя достъп до подбрани табла за управление, обобщаващи набор от източници на данни за пациенти, и чрез свързване на пациенти с клинични изпитвания. За разработването на терапевтични продукти компаниите за биофармацевтични и медицински изделия използват технологията на Rune, мрежа от ангажирани клиницисти и пациенти и големи надлъжни набори от данни от реалния свят, за да ускорят програмите за развитие. Компанията е получила финансова подкрепа от водещи инвеститори като Eclipse Ventures, DigiTx, TruVenturo и Moment Ventures.

Какво първоначално ви привлече в областта на неврологията?

Влюбих се в областта на транслационните невронауки след моя изследователски опит в работата с пациенти с епилепсия в Отдела за наблюдение на епилепсия (EMU). Много работа беше извършена с тези пациенти през годините, което доведе до невероятни открития в речта, зрението и моторния контрол, областта, върху която се съсредоточих по онова време. След като направих основни изследвания за моята дипломна работа, исках способността да работя с пациенти конкретно върху болестите, от които страдат. Това ме мотивира да приложа наученото в следдипломното училище за моторния контрол и инженерството в работата с пациенти с Паркинсон с устройства за дълбока мозъчна стимулация.

Бихте ли обсъдили част от ранната си работа с устройства за дълбока мозъчна стимулация (DBS)?

През последното десетилетие от моята кариера имах късмета да бъда на точното място в точното време. Присъединих се към лабораторията на Филип Стар, неврохирург в UCSF Health, и по това време той работеше с експериментални DBS устройства. Лабораторията работеше по получаване на освобождаване от изпитване на устройства (IDE), за да събере необходимите данни, необходими за подкрепа на заявление за одобрение преди пускане на пазара с избрана група пациенти и клиницисти, опитващи се да разработят терапии от следващо поколение с DBS.

Вълнуващ компонент от тази работа са новите възможности на устройствата, които се разработват по това време. Има устройство за стимулиране на мозъка, за което работихме, за да разработим от край до край, което включва проектиране на интерфейса, работа с устройството и програмирането му.

Rune Labs се описва като компания за софтуер и анализ на данни за прецизна неврология. Бихте ли определили какво е прецизна неврология?

Взимаме книгата от изследванията на рака през последните 10 години. Смятахме, че опитът е неуспешен, защото само 5% от пациентите са отговорили. Сега осъзнаваме, че ако вземете всички тези данни и ги обобщите за всички различни видове рак, секвенирате геномите на туморите и вземете възприеманите „провали“, имате много по-персонализирана терапия, която да осигурите на тези пациенти. Сега, вие не лекувате пациент с рак на гърдата, а лекувате много специфичен тип тумор, който е секвениран от пациент с рак. Леченията са невероятно персонализирани. Тази революция в рака имаше голямо въздействие върху процента на преживяемост на пациентите и сега се опитваме да се поучим от този опит.

В неврологията все още сме заседнали до известна степен с начините за оценка на някои разстройства, които са съществували през миналия век. Опитваме се да въведем бъдеще, в което всички тези невероятно сложни устройства са завързани за ръчен часовник и съчетани със смартфони, събирайки подробна информация за пациентите, за да помогнем на тях и техните клиницисти да вземат по-добри решения относно тяхната терапия. Искаме да използваме тези данни като основа за разработване на нови неврологични терапии и пускането им на пазара.

Има много малко пробиви в болестта на Паркинсон през последното десетилетие, защо това заболяване е толкова трудно за справяне?

Това е многофакторно при болестта на Паркинсон. Нямаме идеалната цел и повечето от терапиите, които имаме днес, не променят хода на заболяването, а само лекуват симптомите, включително DBS. Предизвикателство е да се разработват нови лекарства. Болестта на Паркинсон и много други разстройства се развиват за период от време, преди дори да се проявят симптомите. Можете да живеете много дълго със стабилно заболяване, което затруднява оценката на ефикасността на новите лекарства по традиционен начин. Методите за измерване на клиничната полза, като въпросниците, не винаги са в състояние да уловят точно въздействието, особено с разнообразието от симптоми на заболяването в проучване с 500 пациенти. Има много ограничен брой молекули, които могат да бъдат тествани.

Въпреки това, има теория, че ако имате много по-задълбочен начин за фенотипиране на пациенти и проследяването им, за да съберете повече подробности във времето, може да сте в състояние да наблюдавате ефект, който не бихте могли да наблюдавате преди. Това може да изисква по-кратък период от време като седмици или месеци, ускорен благодарение на данните, събрани от носими устройства като Apple Watch.

Какъв тип данни събират Rune Labs от носими устройства като Apple Watch до сложни дълбоки мозъчни импланти, които могат да ускорят разработването на терапии за болестта на Паркинсон?

С Apple Watch имаме 510 (k) разрешение от Американската администрация по храните и лекарствата за измерване на тремора и дискинезията на пациента минута по минута. Работихме заедно с Apple по тази технология, която ни позволява да бъдем по-добре фокусирани върху пациентите всеки ден, седмица и месец. Това не е възможно, когато разглеждате само клиничния резултат на пациента. С Apple Watch можем да събираме огромен набор от данни, които ни позволяват да правим задълбочени фенотипни анотации. В допълнение към тези валидирани отговори, той също така събира огромна информация за пациента. Това може да включва модели на тяхната мобилност от броя на стъпките до дължината на стъпката, до други валидирани показатели като време за двойна опора или ходене в симетрия, които са свързани с вероятността пациентът да падне – голямо безпокойство за пациентите с Паркинсон и голям принос за увреждането. Ние също така проследяваме активността на съня и упражненията, които проучванията показват, че са полезни. Упражнението е едно от нещата, които са полезни за симптомите на Паркинсон за дълги периоди от време.

Освен това, ние използваме тези данни, за да помогнем на пациенти с фенотип с DBS устройства в подгрупа пациенти с по-напреднала болест на Паркинсон. За целта използваме устройства, произведени от Medtronic, които могат да усетят мозъчната активност. Проследяваме много информация за електрофизиологията на пациентите, която идва дълбоко в тези ядра, които произвеждат патологични мрежи в пациентите. Този подход ни позволява да характеризираме пациентите по начин, невъзможен преди.

Как тези данни помагат на Rune Labs да предлага предсказващи персонализирани терапии?

Идваме към това от подхода на първо място за пациента. Точно сега съобщаването на всички налични опции за човек с Паркинсон може да бъде трудно, тъй като клиницистите трябва да сортират много от тези терапии за своите пациенти. Едно от нещата, за които смятаме, че по-добрите данни биха могли да помогнат, са подобрените прогнози, като например препоръката на пациент да получи DBS устройство, тъй като е изпитвал много двигателни колебания с перорални лекарства. Ние можем да помогнем на пациента да проведе този разговор със своя клиницист. Друг пример е, ако клиницист може да види от данните, че техният пациент е изпитвал много дискинезия, той може да препоръча промяна на лекарствената форма. Има много нови лекарства и устройства на пазара и ние искаме да дадем възможност на пациентите да проучат всички възможности.

В допълнение, ние работим с производители на устройства като Medtronic, които потенциално в бъдеще могат да предложат предложения в реално време на пациентите, като конкретни лекарства или дали инхалираният или инжектиран начин е най-подходящ за тях.

Друго нещо, върху което работим в пространството на устройствата DBS, е възможността да вземем данни за резултатите от пациента, като техните симптоми, и да ги комбинираме с електрофизиологичните данни, които се събират от мозъка им. Обединяването на тези два типа данни, за да се излезе с препоръка за това как ефективно да се стимулира мозъкът на пациента, може в бъдеще да бъде интегрирано в клинични изпитвания. Вече има някои примери за това, което е направено, което е помогнало за идентифицирането на биомаркери за прогресиране на болестта на Паркинсон.

След като всички данни са събрани, успяха ли Rune Labs да идентифицират биомаркери за прогресиране на болестта на Паркинсон?

Мисля, че имаме някои ранни следи, които са много обещаващи по отношение на биомаркери. Публикуваните данни показват, че има определени характеристики, които допринасят за повишен риск и по-бързо прогресиране на заболяването, като нарушения на съня или когнитивни проблеми. Платформата, която имаме, може да измери тези симптоми. Вълнуващото в това е потенциалът, който има да повлияе положително на пациентите. Пациентите носят тези устройства и улавят тези модели за дълги периоди от време, което е необходимо за разработване на биомаркери, като се има предвид, че времевият период на това заболяване се измерва в десетилетия.

Rune Labs също работи върху стимулатор на гръбначния мозък, за да помогне на пациенти с множествена склероза, бихте ли обсъдили част от науката зад това?

Множествената склероза е невродегенеративно заболяване и, подобно на болестта на Паркинсон, днес няма лечение, но има лекарства и модифициращи заболяването терапии, които помагат на пациентите да облекчат симптомите си. Тези лекарства по същество намаляват свръхреактивната имунна система, която кара тялото да атакува себе си при МС. В Rune проучваме ново лечение на МС, което ще използва устройство за стимулиране на гръбначния мозък, за да помогне за справяне с невропатичната болка, свързана с МС. Уникалното при този подход е, че подобно на болестта на Паркинсон можете да използвате това устройство за достъп до нервната система.

Целта в неврологията е да се проектира адаптивен мозъчен имплант, който може да реагира в реално време на мозъчни вълни за лечение на десетки заболявания. Какви са някои от основните предизвикателства зад изграждането на това? 

Има много основни предизвикателства зад изграждането на адаптивно DBS (aDBS) устройство. Основното предизвикателство е записването и стимулирането на една и съща цел. Има няколко фактора, които могат да повлияят на точността на сигнала и дори да попречат на използването на устройство при някои пациенти. Скорошно проучване установи, че използването на имплантируем импулсен генератор (IPG) в десния гръден кош на разстояние от електрическия дипол на сърцето може да смекчи замърсяването на електрокардиограмата (ЕКГ) и по този начин да намали вероятността от ЕКГ артефакти в наличните сензорни контакти. Заедно с ЕКГ артефактите, движението на кабела на DBS електрода може да се наблюдава като причиняващо големи преходни процеси в мозъчните сигнали. И двата гореспоменати артефакта замърсяват широки ленти от честотния спектър и следователно потенциално възпрепятстват политиките за контрол, базирани на прагове, да реагират ефективно на целевия биомаркер и да доведат до неконтролирано увеличаване или намаляване на стимулацията.

Разработването на клинично устойчиви aDBS системи ще доведе до нови предизвикателства от техническо естество, включително взаимодействие без артефакти с мозъчната дейност. Много от тези предизвикателства могат да бъдат адресирани чрез сдвояване на допълнителни безжични външни устройства с имплантите, за да се поддържа физиологично и поведенческо проследяване, като същевременно се увеличи прецизността на съобразените с пациента стратегии за контрол.

Благодаря ви за страхотното интервю, читателите, които искат да научат повече, трябва да го посетят Rune Labs.