Ro’ee Gilron, PhD, Vedoucí neurovědec v Rune Labs – Rozhovor

Ro’ee Gilron, PhD, je Vedoucí neurovědec v Rune Labs, softwarová a analytická společnost pro přesnou neurologii, která podporuje poskytování péče a vývoj terapií. StrivePD je ekosystém společnosti pro poskytování péče pacientům s Parkinsonovou nemocí, který umožňuje pacientům a klinickým pracovníkům lépe spravovat Parkinsonovu nemoc, a to poskytováním přístupu k kurátorským řídicím panelům, které souhrnně zobrazují řadu zdrojů dat pacientů, a propojením pacientů s klinickými studiemi. Pro vývoj terapií využívají biotechnologické a farmaceutické společnosti technologii Rune, síť zapojených klinických pracovníků a pacientů a rozsáhlá longitudinální data z reálného světa k urychlení vývojových programů. Společnost získala finanční podporu od předních investorů, jako jsou Eclipse Ventures, DigiTx, TruVenturo a Moment Ventures.

Co vás původně přitáhlo k oboru neurovědy?

Zamiloval jsem se do oboru translace neurovědy po své výzkumné zkušenosti s pacienty s epilepsií v jednotce pro monitorování epilepsie (EMU). Bylo provedeno mnoho práce s těmito pacienty v průběhu let, což vedlo k úžasným objevům v oblasti řeči, zraku a motorického řízení, na kterém jsem se soustředil v té době. Po základním výzkumu pro svou diplomovou práci jsem chtěl pracovat s pacienty konkrétně na onemocněních, kterými trpí. To mě motivovalo k aplikaci toho, co jsem se naučil na vysoké škole o motorickém řízení a inženýrství, do práce s pacienty s Parkinsonovou nemocí a hlubokou mozkovou stimulací.

Můžete diskutovat o své rané práci s přístroji pro hlubokou mozkovou stimulaci (DBS)?

V průběhu posledních deseti let své kariéry jsem měl štěstí být na správném místě ve správnou dobu. Připojil jsem se k laboratoři Philipa Starr, neurochirurga v UCSF Health, a v té době pracoval s experimentálními přístroji DBS. Laboratoř pracovala na získání výjimky pro investigativní zařízení, aby mohla shromáždit nezbytná data pro podporu žádosti o schválení před uvedením na trh s vybranou skupinou pacientů a klinických pracovníků, kteří se snažili vyvinout nové terapie s DBS.

Zajímavým aspektem této práce byla nová schopnost přístrojů, které se v té době vyvíjely. Existoval mozkový stimulační přístroj, na kterém jsme pracovali od začátku do konce, což zahrnovalo návrh rozhraní, práci s přístrojem a programování.

Rune Labs se popisuje jako softwarová a analytická společnost pro přesnou neurologii. Můžete definovat, co je přesná neurologie?

Bereme si příklad z rakovinového výzkumu za posledních deset let. Dříve jsme si mysleli, že klinická studie selhala, protože pouze 5 % pacientů reagovalo. Nyní si uvědomujeme, že pokud vezmeme všechna tato data a agregujeme je napříč všemi typy rakoviny, sekvencujeme genomy tumorů a vezmeme zdánlivé „selhání“, máme mnohem personalizovanější terapii pro tyto pacienty. Nyní neléčíme pacienta s rakovinou prsu, ale velmi specifický typ tumoru, který byl sekvenován z rakovinového pacienta. Léčby jsou neuvěřitelně personalizované. Tato revoluce v rakovině měla velký dopad na míru přežití pacientů a nyní se snažíme poučit z této zkušenosti.

V neurologii jsme stále somewhat uvězněni ve způsobech hodnocení některých poruch, které existují již více než století. Snažíme se uvedení budoucnosti, ve které budou všechny tyto neuvěřitelně sofistikované přístroje připevněny k hodinkám a spárovány se smartphony, které shromažďují podrobné informace o pacientech, aby jim a jejich klinickým pracovníkům pomohly učinit lepší rozhodnutí o jejich terapii. Chceme použít tato data jako základ pro vývoj nových neurologických terapií a uvedení jich na trh.

Proč je Parkinsonova nemoc tak obtížná na léčbu?

Je to multifaktoriální u Parkinsonovy nemoci. Nemáme ideální cíl a většina terapií, které máme dnes, nemění průběh nemoci, pouze léčí symptomy, včetně DBS. Je obtížné vyvinout nové léky. Parkinsonova nemoc a mnoho dalších poruch se vyvíjí po období, než se objeví symptomy. Můžete žít velmi dlouho s nemocí, která je stabilní, což činí obtížným posouzení účinnosti nových léků tradičním způsobem. Metody pro měření klinického přínosu, jako jsou dotazníky, nejsou vždy schopny přesně zachytit dopad, zejména s rozmanitostí symptomů nemoci u 500 pacientů ve studii. Existuje velmi omezený počet molekul, které lze testovat.

Existuje však teorie, že pokud byste měli mnohem hlubší způsob, jak fenotypovat pacienty a sledovat je, abyste shromáždili větší detaily v čase, mohli byste pozorovat účinek, který byste dříve nemohli. To by mohlo vyžadovat kratší dobu, jako týdny nebo měsíce, urychlenou díky datům shromážděným z nositelných zařízení, jako je Apple Watch.

Jaký typ dat shromažďuje Rune Labs z nositelných zařízení, jako je Apple Watch, až po sofistikované hluboké mozkové implantáty, aby urychlila vývoj terapií pro Parkinsonovu nemoc?

S Apple Watch máme schválení 510(k) od amerického Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv, abychom mohli měřit třes a dyskinezi pacienta minutu od minuty. Pracovali jsme s Apple (AAPL ) na této technologii, která nám umožňuje soustředit se na pacienty každý den, týden a měsíc. To není možné, pokud se podíváte pouze na klinické hodnocení pacienta. S Apple Watch můžeme shromáždit širokou škálu dat, která nám umožňují provádět hluboké anotace fenotypu. Kromě těchto validovaných odpovědí shromažďuje také rozsáhlé informace o pacientovi. To může zahrnovat vzorce mobility od počtu kroků po délku kroku, až po další validované metriky, jako je doba dvojí podpory nebo chůze v symetrii, které souvisejí s pravděpodobností pádu pacienta – velkým problémem pro pacienty s Parkinsonovou nemocí a významným přispěvatelem k postižení. Sledujeme také spánkovou aktivitu a cvičení, která studie prokázala jako prospěšná. Cvičení je jednou z mála věcí, které jsou prospěšné pro symptomy Parkinsonovy nemoci v dlouhodobém horizontu.

Kromě toho používáme tato data k pomoci fenotypovat pacienty s přístroji DBS v podskupině pokročilejších pacientů s Parkinsonovou nemocí. Pro tento účel používáme zařízení vyrobená firmou Medtronic, která mohou detekovat mozkovou aktivitu. Sledujeme大量 informací o elektrofysiologii pacientů, které pocházejí z hlubokých jader, která produkují patologické sítě u pacientů. Tento přístup umožňuje charakterizovat pacienty způsobem, který nebyl dříve možný.

Jak tato data pomáhají Rune Labs nabízet předpověditelné personalizované terapie?

Přistupujeme k tomu z pacient-centrického přístupu. V současné době je obtížné komunikovat všechny dostupné možnosti pacientovi s Parkinsonovou nemocí, protože kliničtí pracovníci musí procházet mnoha terapiemi pro své pacienty. Jednou z věcí, které lepší data mohou pomoci, jsou zlepšené předpovědi, jako například doporučení pacientovi, aby dostal přístroj DBS, protože trpí mnoha motorickými fluktuacemi s perorálními léky. Můžeme pomoci pacientovi, aby měl tuto konverzaci se svým klinickým pracovníkem. Další příklad je, pokud klinický pracovník může vidět z dat, že jeho pacient trpí mnoha dyskineziemi, může doporučit změnu lékové formy. Existuje mnoho nových léků a přístrojů na trhu a chceme pacienty vybavit, aby prozkoumali všechny možnosti.

Kromě toho spolupracujeme se společnostmi, jako je Medtronic, které potenciálně v budoucnu mohou nabízet pacientům reálná doporučení, jako například konkrétní léky nebo zda je inhalační nebo injekční modalita nejvhodnější pro ně.

Další věcí, na které pracujeme v oblasti přístrojů DBS, je schopnost vzít data o výsledcích pacienta, jako jsou jeho symptomy, a kombinovat je s elektrofysiologickými daty, která jsou shromažďována z jeho mozku. Spojení těchto dvou typů dat může vést k doporučení, jak účinně stimulovat mozek pacienta, a to může být v budoucnu integrováno do klinických studií. Již existují některé příklady toho, že to pomáhá identifikovat biomarkery pro pokrok Parkinsonovy nemoci.

Zjistila společnost Rune Labs biomarkery pro pokrok Parkinsonovy nemoci?

Myslím, že máme některé slibné náznaky biomarkerů. Publikovaná data ukazují, že existují bestimmé charakteristiky, které přispívají k vyššímu riziku a rychlejšímu pokroku nemoci, jako jsou poruchy spánku nebo kognitivní problémy. Naše platforma může měřit tyto symptomy. Co je vzrušující, je potenciál, který to má pozitivně ovlivnit pacienty. Pacienti nosí tyto přístroje a zachycují tyto vzorce po dlouhou dobu, což je nezbytné pro vývoj biomarkerů, protože doba trvání této nemoci se měří v desetiletích.

Rune Labs také pracuje na stimulátoru míchy, aby pomohla pacientům s roztroušenou sklerózou, můžete diskutovat o vědě za touto technologií?

Roztroušená skleróza je neurodegenerativní onemocnění a stejně jako Parkinsonova nemoc, pro kterou neexistuje dosud lék, ale existují léky a terapie, které modifikují onemocnění, které pomáhají pacientům zmírnit symptomy. Tyto léky vlastně snižují přehnanou imunitní odpověď, která způsobuje, že tělo útočí na sebe u roztroušené sklerózy. V Rune Labs zkoumáme novou léčbu roztroušené sklerózy, která by používala stimulátor míchy, aby pomohla spravovat neuropatickou bolest spojenou s touto nemocí. Co je unikátní na tomto přístupu, je to, že stejně jako u Parkinsonovy nemoci, můžete použít tento přístroj k přístupu k nervovému systému.

Cílem neurologie je navrhnout adaptivní mozkový implantát, který může reagovat v reálném čase na mozkové vlny a léčit desítky nemocí. Jaké jsou některé z hlavních výzev při budování tohoto?

Existuje mnoho hlavních výzev při budování adaptivního přístroje DBS (aDBS). Hlavní výzvou je záznam a stimulace stejného cíle. Existuje několik faktorů, které mohou ovlivnit věrnost signálu, a dokonce i zabránit použití přístroje u některých pacientů. Nedávná studie zjistila, že použití implantabilního generátoru pulzů (IPG) v pravé hrudi ve vzdálenosti od elektrického dipólu srdce může zmírnit kontaminaci elektrokardiogramu (ECG) a tím snížit pravděpodobnost artefaktů ECG v dostupných senzorických kontaktech. Kromě artefaktů ECG může být pohyb kabelu elektrody DBS pozorován jako způsobující velké přechodné stavy v mozkových signálech. Obě výše uvedené artefakty kontaminují široké pásmo frekvenčního spektra a mohou potenciálně zabránit, aby zásadou založenou na prahu kontrolovaly cílový biomarker a vedly k nekontrolovanému zvýšení nebo snížení stimulace.

Vývoj klinicky udržitelných systémů aDBS přinese nové výzvy, které jsou technické povahy, včetně interakce bez artefaktů s mozkovou aktivitou. Mnoho z těchto výzev by mohlo být řešeno spárováním dalších bezdrátových externích zařízení s implantáty, aby podpořila fyziologický a behaviorální monitoring a zvýšila přesnost personalizovaných kontrolních strategií.

Děkuji za skvělý rozhovor, čtenáři, kteří si chtějí dozvědět více, by měli navštívit Rune Labs.