Ro’ee Gilron, PhD, Rune Labsin johtava neurotieteilijä – Haastattelusarja

Ro’ee Gilron, PhD, on Rune Labsin johtava neurotieteilijä, joka on ohjelmisto- ja data-analytiikkayritys, joka tukee tarkkuusneurologiaa, hoitotoimintaa ja terapian kehittämistä. StrivePD on yhtiön hoitotoimintajärjestelmä Parkinsonin taudin hoitoon, joka mahdollistaa potilaiden ja kliinikoiden paremman taudin hallinnan tarjoamalla pääsyn kuriatuihin potilasdatan lähteisiin ja yhdistämällä potilaat kliinisiin tutkimuksiin. Lääkekehityksessä biolääke- ja lääketeollisuusyritykset hyödyntävät Runen teknologiaa, verkostoa ja suuria pitkittäisiä olemassa olevia datatietoja nopeuttamaan kehitysohjelmia. Yritys on saanut taloudellisen tuen johtavilta sijoittajilta, kuten Eclipse Ventures, DigiTx, TruVenturo ja Moment Ventures.

Mikä alun perin veti sinut neurotieteen alalle?

Rakastuin käännöksiin neurotieteessä tutkimuskokemukseni aikana, jolloin työskentelin epilepsia-potilaiden kanssa Epilepsian seurantayksikössä (EMU). Paljon työtä on tehty näiden potilaiden parissa vuosien varrella, mikä on johtanut upeisiin löytöihin puheen, näön ja liikkeen ohjauksen alalla, johon keskityin tuolloin. Perustutkimuksen jälkeen halusin työskennellä potilaiden kanssa erityisesti heidän sairauksiinsa liittyen. Tämä motivoi minua soveltamaan opiskellessani motorisen ohjauksen ja insinööritieteiden tietoja Parkinsonin potilaiden kanssa syväaivostimulaattorien parissa.

Voitko keskustella joistakin varhaisista töistäsi syväaivostimulaattorien (DBS) parissa?

Viimeisen vuosikymmenen aikana olen ollut hyvin onnekas olemalla oikeassa paikassa oikeaan aikaan. Liityin Philip Starrin laboratorioon, joka on neurokirurgi UCSF Healthissa, ja tuolloin hän työskenteli kokeellisten DBS-laitteiden parissa. Laboratorio työskenteli saadakseen tutkimuslaitteen poikkeamislupaa kerätäkseen tarvittavat tiedot ennen markkinointilupaa valitun potilas- ja kliinikkojen kanssa kehittääkseen seuraavan sukupolven hoitoja DBS:llä.

Tämän työn jännittävä osa on ollut laitteiden uudet ominaisuudet, jotka kehitettiin tuolloin. On aivojen stimulaattorilaitteita, joiden parissa työskentelimme laitteiden suunnittelun, laitteiden kanssa työskentelyn ja ohjelmoinnin kanssa.

Rune Labs kuvaa itseään tarkkuusneurologian ohjelmisto- ja data-analytiikkayritykseksi. Voitko määritellä, mitä tarkkuusneurologia on?

Otamme mallia syöpätutkimuksesta viimeisen 10 vuoden ajan. Ajattelimme, että koehenkilöiden 5 prosentin reagointi merkitsi epäonnistumista. Nyt tiedämme, että kun otamme kaiken tiedon ja aggregoimme sen eri syövän tyypeille, sekvensoimme kasvaimien geenejä ja otamme huomioon “epäonnistumiset”, meillä on paljon henkilökohtaisempi hoito. Nyt emme suorita rintasyövän hoitoa, vaan hoitamme erittäin spesifiä kasvaintyyppiä, joka on sekvensoitu syövän potilaalta. Hoitomenetelmät ovat erittäin henkilökohtaisia. Tämä vallankumous syövässä on vaikuttanut potilaiden selviytymisluvuissa, ja nyt yritämme oppia tästä kokemuksesta.

Neurologiassa olemme edelleen jumiutuneita tietyissä sairauksien arviointitavoissa, jotka ovat olleet käytössä viimeisen sadan vuoden ajan. Yritämme tuoda tulevaisuutta, jossa nämä erittäin sofistituneet laitteet kiinnitetään rannekelloon ja paritetään älypuhelimiin, kerätäkseen yksityiskohtaisia tietoja potilaiden avuksi ja heidän kliinikoittensa avuksi paremman hoidon toteuttamiseksi. Haluamme käyttää tätä dataa uusien neurologisten hoitomenetelmien kehittämiseen ja markkinoille saattamiseen.

On ollut vain muutamia läpimurtoja Parkinsonin taudissa viimeisen kymmenen vuoden ajan, miksi tämä on niin haasteellinen sairaus?

Parkinsonin taudissa on monia tekijöitä. Emme ole löytäneet täydellistä kohdetta, ja useimmat nykyiset hoitomenetelmät eivät muuta taudin kulkua, vaan hoitavat vain oireita, mukaan lukien DBS. On haasteellista kehittää uusia lääkkeitä. Parkinsonin tauti ja monet muut sairaudet kehittyvät vuosien varrella ennen oireiden ilmaantumista. Voit elää pitkän aikaa taudin vakaana, mikä tekee hoidon tehosta arvioinnin haasteelliseksi perinteisellä tavalla. Kliinisen hyödyn mittaamismenetelmät, kuten kyselyt, eivät aina pysty tarkasti kuvaamaan vaikutusta, erityisesti 500 potilaan tutkimuksessa. On vain rajoitettu määrä molekyylejä, joita voidaan testata.

On kuitenkin teoria, jonka mukaan, jos potilaita voisi fenotyyppiä ja seurata tarkemmin, voisi havaita vaikutuksen, jota ei aiemmin voitu havaita. Tämä vaatisi lyhyemmän ajan, kuten viikkoja tai kuukausia, ja nopeutuisi datan keräämisen avulla älykellosta.

Mikälaista dataa Rune Labs kerää älykellosta ja syväaivostimulaattorilaitteista, jotta voidaan nopeuttaa hoitomenetelmien kehittämistä Parkinsonin taudin hoidossa?

Älykellosta meillä on 510(k) -hyväksyntä Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirastolta (FDA) mitatakseen potilaan vapinaa ja dyskinesiaa minuuttia minuuttiin. Työskentelimme yhdessä Apple (AAPL ):n kanssa tämän teknologian kehittämisessä, joka mahdollistaa potilaiden seuraamisen päivittäin, viikoittain ja kuukausittain. Tämä ei ole mahdollista, kun tarkkaillaan vain potilaan kliinistä arviointia. Älykellosta voidaan kerätä laaja valikoima dataa, joka mahdollistaa potilaiden fenotyyppiin.

Lisäksi keräämme tietoa potilaiden liikkeestä, askelpituudesta, kaksoistukeaikaa ja kävelyssymmetriaa, jotka liittyvät potilaan kaatumisen riskiin – suuri huolenaihe Parkinsonin potilaille ja suuri osa vammautumisesta. Seuraamme myös unen aktiivisuutta ja liikuntaa, jotka ovat osoittautuneet hyödyllisiksi. Liikunta on yksi harvoista asioista, jotka ovat hyödyllisiä Parkinsonin oireiden hallinnassa pitkällä aikavälillä.

Miten tämä data auttaa Rune Labsia tarjoamaan ennustettuja henkilökohtaisia hoitomenetelmiä?

Lähestymme tätä potilaslähtöisesti. Tällä hetkellä on haasteellista kommunikoida kaikki vaihtoehdot potilaalle, koska kliinikot joutuvat suodattamaan nämä hoitovaihtoehdot potilailleen. Yksi asia, johon parempi data voisi auttaa, on parantaa ennusteita, kuten suosittelemalla potilaalle DBS-laite, koska he ovat kokeneet paljon motorisia fluktuatioita suun kautta annettavien lääkkeiden kanssa. Voimme auttaa potilaita keskustelemaan tästä asiasta kliinikkojen kanssa. Esimerkiksi jos kliinikko voi nähdä datasta, että potilaalla on ollut paljon dyskinesiaa, he voivat suositella lääkekoostumuksen muutosta. On monia uusia lääkkeitä ja laitteita markkinoilla, ja haluamme antaa potilaille mahdollisuuden tutkia kaikki vaihtoehdot.

Lisäksi työskentelemme laitteiden valmistajien, kuten Medtronicin, kanssa, jotka voivat mahdollisesti tulevaisuudessa tarjota potilaille reaaliaikaisia suosituksia, kuten tiettyjä lääkkeitä tai sopivaa annostusmuotoa.

Yksi asia, jota työskentelemme DBS-laitteiden parissa, on ottaa potilaan tuloksia, kuten oireita, ja yhdistää ne aivojen sähköistä dataa, jota kerätään heidän aivoistaan. Nämä datat voivat tulevaisuudessa integroida kliinisiin tutkimuksiin. On jo joitakin esimerkkejä siitä, miten tämä on auttanut tunnistamaan biomarkkerit Parkinsonin taudin etenemiselle.

Onko Rune Labs pystynyt tunnistamaan biomarkkereita Parkinsonin taudin etenemiselle?

Luulen, että meillä on joitakin lupaavia johtolankoja biomarkkereiden suhteen. Julkaistujen tutkimusten mukaan tiettyjen ominaisuuksien, kuten unihäiriöiden tai kognitiivisten ongelmien, on todettu vaikuttavan taudin nopeampaan etenemiseen. Alustamme pystyy mittaamaan nämä oireet. Mitä on jännittävää, on sen potentiaali vaikuttaa positiivisesti potilaisiin. Potilaat käyttävät näitä laitteita ja keräävät nämä mallit pitkien aikojen yli, mikä on välttämätöntä biomarkkereiden kehittämiseen, koska taudin kesto mitataan vuosikymmeninä.

Rune Labs on myös työskennellyt selkäydinstimulaattorin parissa, joka auttaa MS-potilaita, voitko keskustella tämän tieteen takana?

MS on neurodegeneratiivinen sairaus, ja kuten Parkinsonin tauti, siihen ei ole parantavaa hoitoa, mutta on lääkkeitä ja tautia muokkaavia hoitoja, jotka auttavat potilaita lievittämään oireita. Nämä lääkkeet vähentävät yliaktiivista immuunijärjestelmää, joka aiheuttaa kehon hyökkäyksen itseään vastaan MS-taudissa. Rune Labs tutkii uudenlaista MS-hoitoa, joka käyttää selkäydinstimulaattorilaitetta neuropaattisen kivun hallintaan MS-potilailla. Tämä lähestymistapa on ainutlaatuinen, koska voidaan käyttää tätä laitetta hermoston käyttämiseen.

Tavoitteena neurologiassa on suunnitella sopeutuva aivokalvo, joka voi reagoida aivoaalloissa reaaliajassa kymmenien sairauksien hoidossa. Mitkä ovat tämän kalvolaitteen rakentamisen keskeiset haasteet?

On monia keskeisiä haasteita sopeutuvan DBS-laitteen (aDBS) rakentamisessa. Päähaaste on tallentaa ja stimuloida samaa kohdetta. On useita tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa signaalin uskottavuuteen ja jopa estää laitteen käytön joissakin potilaissa. Viimeaikaisessa tutkimuksessa todettiin, että implantoitavien pulssigeneraattorien (IPG) käyttäminen oikeassa rintakehässä sydämen sähköisen dipolin etäisyydellä voi vähentää EKG-häiriöitä ja siten vähentää EKG-artefaktien todennäköisyyttä saatavilla anturiliitännöissä. EKG-häiriöiden lisäksi DBS-anturikaapelin liike voidaan havaita aiheuttamassa suuria muutoksia aivosignaaleissa. Molemmat mainitut häiriöt saastuttavat laajoja taajuuskaistoja ja voivat siten estää kynnyspohjaisia ohjauspolitiikkoja reagoimasta kohdemerkintään ja johtaa epätarkkaan stimulaation lisääntymiseen tai vähentymiseen.

Sopeutuvien aDBS-järjestelmien kehittäminen tuo uusia haasteita, jotka ovat teknisiä, kuten häiriövapaa vuorovaikutusta aivotoiminnan kanssa. Monet näistä haasteista voivat ratkaista lisäämällä langattomia ulkoisia laitteita implanteille fysiologisen ja käyttäytymisen seuraamisen tueksi ja lisäämällä potilaskohtaisen ohjausstrategian tarkkuutta.

Kiitos haastattelusta, lukijat, jotka haluavat oppia lisää, voivat vierailla Rune Labs -sivustolla.