Ro’ee Gilron, PhD, Ilmuwan Neurosains Utama di Rune Labs – Seri Wawancara

Ro’ee Gilron, PhD, adalah Ilmuwan Neurosains Utama di Rune Labs, sebuah perusahaan perangkat lunak dan analitik data untuk neurologi presisi, yang mendukung pengiriman perawatan dan pengembangan terapi. StrivePD adalah ekosistem pengiriman perawatan perusahaan untuk penyakit Parkinson, yang memungkinkan pasien dan klinisi untuk lebih baik mengelola Parkinson dengan menyediakan akses ke dasbor yang dikurasi yang merangkum berbagai sumber data pasien, dan dengan menghubungkan pasien ke uji klinis. Untuk pengembangan terapi, perusahaan bioteknologi dan peralatan medis memanfaatkan teknologi Rune, jaringan klinisi dan pasien yang terlibat, dan dataset dunia nyata longitudinal besar untuk mempercepat program pengembangan. Perusahaan ini telah menerima dukungan keuangan dari investor terkemuka seperti Eclipse Ventures, DigiTx, TruVenturo, dan Moment Ventures.

Apa yang awalnya menarik Anda ke bidang neurosains?

Saya jatuh cinta dengan bidang neurosains translasional setelah pengalaman penelitian saya bekerja dengan pasien epilepsi di Unit Pemantauan Epilepsi (EMU). Banyak pekerjaan telah dilakukan dengan pasien ini selama bertahun-tahun, yang menghasilkan penemuan luar biasa dalam ucapan, penglihatan, dan kontrol motor, yang merupakan area fokus saya pada saat itu. Setelah melakukan penelitian dasar untuk pekerjaan saya, saya ingin bekerja dengan pasien secara khusus pada penyakit yang mereka derita. Ini memotivasi saya untuk menerapkan apa yang saya pelajari di sekolah pascasarjana tentang kontrol motor dan teknik ke dalam bekerja dengan pasien Parkinson dengan perangkat stimulasi otak dalam.

Bisakah Anda membahas beberapa pekerjaan awal Anda dengan perangkat stimulasi otak dalam (DBS)?

Selama dekade terakhir karir saya, saya beruntung berada di tempat yang tepat pada waktu yang tepat. Saya bergabung dengan laboratorium Philip Starr, seorang ahli bedah saraf di UCSF Health, dan pada saat itu, ia bekerja dengan perangkat DBS eksperimental. Laboratorium tersebut bekerja pada mendapatkan izin perangkat investigasi (IDE) untuk mengumpulkan data yang diperlukan untuk mendukung aplikasi persetujuan pra-pasar dengan sekelompok pasien dan klinisi yang mencoba mengembangkan terapi generasi berikutnya dengan DBS.

Komponen menarik dari pekerjaan ini adalah kemampuan baru perangkat yang sedang dikembangkan pada saat itu. Ada perangkat stimulasi otak yang kami kerjakan untuk mengembangkan dari awal hingga akhir, yang melibatkan merancang antarmuka, bekerja dengan perangkat, dan memprogramnya.

Rune Labs mendeskripsikan dirinya sebagai perusahaan perangkat lunak dan analitik data untuk neurologi presisi. Bisakah Anda mendefinisikan apa itu neurologi presisi?

Kami mengambil playbook dari penelitian kanker selama 10 tahun terakhir. Kami biasanya berpikir bahwa suatu uji coba gagal karena hanya 5% pasien yang merespons. Kami sekarang menyadari bahwa jika Anda mengambil semua data tersebut dan mengagregatkannya di seluruh jenis kanker yang berbeda, memuat urutan genom tumor, dan mengambil ‘kegagalan’ yang dirasakan, Anda memiliki terapi yang lebih personal. Sekarang, Anda tidak mengobati pasien kanker payudara, tetapi mengobati jenis tumor yang sangat spesifik yang telah diurutkan dari pasien kanker. Pengobatan sangat personal. Revolusi ini dalam kanker memiliki dampak besar pada tingkat kelangsungan hidup pasien, dan sekarang kami mencoba belajar dari pengalaman ini.

Dalam neurologi, kami masih terjebak, sampai batas tertentu, dengan cara-cara untuk mengevaluasi beberapa gangguan yang telah ada selama abad terakhir. Kami mencoba membawa masa depan di mana semua perangkat yang sangat canggih ini dipasang pada jam tangan dan dipasangkan dengan smartphone, mengumpulkan informasi terperinci tentang pasien untuk membantu mereka dan klinisi membuat keputusan yang lebih baik tentang terapi mereka. Kami ingin menggunakan data ini sebagai dasar untuk mengembangkan terapi neurologis baru dan membawanya ke pasar.

Apa yang membuat penyakit Parkinson sangat sulit untuk diatasi?

Hal ini multifaktorial dalam penyakit Parkinson. Kami tidak memiliki target yang sempurna dan sebagian besar terapi yang kami miliki saat ini tidak mengubah jalannya penyakit, hanya mengobati gejala, termasuk DBS. Sangat sulit untuk mengembangkan obat baru. Parkinson, dan banyak gangguan lainnya, berkembang selama periode sebelum gejala bahkan muncul. Anda dapat hidup sangat lama dengan penyakit yang stabil, membuatnya sulit untuk menilai efikasi obat baru dengan cara tradisional. Metode untuk mengukur manfaat klinis, seperti kuesioner, tidak selalu dapat menangkap dampak dengan akurat, terutama dengan keberagaman gejala penyakit dalam uji coba 500 pasien. Ada jumlah molekul yang sangat terbatas untuk diuji.

Namun, ada teori bahwa jika Anda memiliki cara yang lebih dalam untuk mengetahui fenotip pasien dan melacak mereka untuk mengumpulkan detail yang lebih besar dari waktu ke waktu, Anda mungkin dapat mengamati efek yang tidak dapat Anda lihat sebelumnya. Ini bisa memerlukan waktu yang lebih singkat seperti minggu atau bulan, dipercepat berkat data yang dikumpulkan dari perangkat wearable seperti Apple Watch.

Jenis data apa yang dikumpulkan Rune Labs dari perangkat wearable seperti Apple Watch hingga perangkat stimulasi otak dalam yang dapat mempercepat pengembangan terapi untuk Parkinson?

Dengan Apple Watch, kami memiliki izin 510(k) dari Badan Pengawas Obat dan Makanan AS untuk mengukur tremor dan diskinisia pasien menit per menit. Kami bekerja sama dengan Apple (AAPL ) pada teknologi ini, yang memungkinkan kami untuk lebih fokus pada pasien setiap hari, minggu, dan bulan. Ini tidak mungkin ketika Anda hanya melihat skor klinis pasien. Dengan Apple Watch, kami dapat mengumpulkan berbagai data yang memungkinkan kami untuk melakukan anotasi fenotip yang lebih dalam. Selain respons yang divalidasi, juga mengumpulkan informasi yang luas tentang pasien. Ini dapat mencakup pola mobilitas mereka dari hitungan langkah hingga panjang langkah, hingga metrik yang divalidasi lainnya seperti waktu dukungan ganda atau berjalan simetris, yang terkait dengan kemungkinan pasien jatuh – suatu kekhawatiran besar bagi pasien Parkinson dan kontributor besar bagi disabilitas. Kami juga melacak aktivitas tidur dan olahraga, yang telah terbukti bermanfaat. Olahraga adalah salah satu hal yang bermanfaat untuk gejala Parkinson dalam jangka panjang.

Selain itu, kami menggunakan data ini untuk membantu mengetahui fenotip pasien dengan perangkat DBS dalam subset pasien Parkinson yang lebih maju. Untuk ini, kami menggunakan perangkat yang diproduksi oleh Medtronic yang dapat mendeteksi aktivitas otak. Kami melacak banyak informasi tentang elektrofisiologi pasien yang berasal dari inti yang menghasilkan jaringan patologis pada pasien. Pendekatan ini memungkinkan kami untuk mengkarakterisasi pasien dengan cara yang tidak mungkin sebelumnya.

Bagaimana data ini membantu Rune Labs dalam menawarkan terapi personal yang diprediksi?

Kami mendekatinya dari pendekatan pasien pertama. Saat ini, mengkomunikasikan semua pilihan yang tersedia untuk seseorang dengan Parkinson dapat sulit, karena klinisi harus menyortir banyak terapi untuk pasien mereka. Salah satu hal yang kami pikir data yang lebih baik mungkin dapat membantu adalah prediksi yang ditingkatkan, seperti merekomendasikan pasien untuk menerima perangkat DBS karena mereka telah mengalami banyak fluktuasi motor dengan obat oral. Kami dapat membantu memberdayakan pasien untuk memiliki percakapan tersebut dengan klinisi mereka. Contoh lainnya adalah jika klinisi dapat melihat dari data bahwa pasien mereka telah mengalami banyak diskinisia, mereka dapat merekomendasikan mengubah formulasi obat mereka. Ada banyak obat dan perangkat baru di pasar dan kami ingin memberdayakan pasien untuk menjelajahi semua pilihan.

Selain itu, kami bekerja dengan produsen perangkat seperti Medtronic yang potensial di masa depan dapat menawarkan saran waktu nyata kepada pasien, seperti obat atau modalitas yang paling sesuai untuk mereka.

Hal lain yang kami kerjakan dalam ruang perangkat DBS adalah kemampuan untuk mengambil data hasil pasien, seperti gejala mereka, dan menggabungkannya dengan data elektrofisiologi yang dikumpulkan dari otak mereka. Menggabungkan kedua jenis data ini untuk merekomendasikan cara efektif untuk merangsang otak pasien dapat, di masa depan, diintegrasikan ke dalam uji klinis. Ada beberapa contoh ini yang telah membantu mengidentifikasi biomarker untuk progresi penyakit Parkinson.

Apa jenis data yang dikumpulkan Rune Labs dari perangkat wearable seperti Apple Watch hingga perangkat stimulasi otak dalam yang dapat mempercepat pengembangan terapi untuk Parkinson?

Saya pikir kami memiliki beberapa petunjuk awal yang sangat menjanjikan dalam hal biomarker. Data yang dipublikasikan menunjukkan bahwa ada beberapa karakteristik yang berkontribusi pada peningkatan risiko dan progresi penyakit yang lebih cepat, seperti gangguan tidur atau masalah kognitif. Platform yang kami miliki dapat mengukur gejala-gejala ini. Apa yang menarik tentang ini adalah potensi yang dimilikinya untuk berdampak positif pada pasien. Pasien mengenakan perangkat ini dan mengumpulkan pola-pola ini selama periode waktu yang lama, yang diperlukan untuk mengembangkan biomarker mengingat timespan penyakit ini diukur dalam dekade.

Rune Labs juga telah bekerja pada stimulator sumsum tulang belakang untuk membantu pasien Sklerosis Multiple, bisakah Anda membahas beberapa sains di balik ini?

Sklerosis Multiple adalah penyakit neurodegeneratif dan, seperti Parkinson, tidak ada obatnya saat ini, tetapi ada obat dan terapi yang memodifikasi penyakit yang membantu pasien mengurangi gejala. Obat-obatan ini pada dasarnya mengurangi sistem kekebalan yang terlalu reaktif yang menyebabkan tubuh menyerang dirinya sendiri pada MS. Di Rune, kami menyelidiki pengobatan MS baru yang akan menggunakan perangkat stimulasi sumsum tulang belakang untuk membantu mengelola nyeri neuropatik yang terkait dengan MS. Apa yang unik tentang pendekatan ini adalah bahwa, seperti penyakit Parkinson, Anda dapat menggunakan perangkat ini untuk mengakses sistem saraf.

Tujuan di neurologi adalah merancang implant otak adaptif yang dapat merespons dalam waktu nyata terhadap gelombang otak untuk mengobati puluhan penyakit. Apa saja tantangan inti di balik membangun ini?

Ada banyak tantangan inti di balik membangun perangkat DBS adaptif (aDBS). Tantangan utama adalah merekam dan merangsang target yang sama. Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi keaslian sinyal, dan bahkan mencegah penggunaan perangkat pada beberapa pasien. Studi baru-baru ini menemukan bahwa menggunakan generator pulsa implantable (IPG) di dada kanan pada jarak dari dipol listrik jantung dapat mengurangi kontaminasi elektrokardiogram (ECG) dan dengan demikian mengurangi kemungkinan artefak ECG pada kontak sensor yang tersedia. Selain artefak ECG, pergerakan kabel elektroda DBS dapat diamati sebagai penyebab transien besar pada sinyal otak. Kedua artefak tersebut mencemari pita frekuensi yang luas dan dengan demikian, mencegah kebijakan kontrol berbasis ambang dari merespons target biomarker yang efektif dan menyebabkan peningkatan atau penurunan stimulasi yang tidak terkendali.

Pengembangan sistem aDBS yang berkelanjutan secara klinis akan membawa tantangan baru yang bersifat teknis, termasuk interaksi bebas artefak dengan aktivitas otak. Banyak dari tantangan ini bisa diatasi dengan memasangkan perangkat nirkabel eksternal tambahan dengan implant untuk mendukung pelacakan fisiologis dan perilaku sambil meningkatkan presisi strategi kontrol yang disesuaikan dengan pasien.

Terima kasih atas wawancara yang luar biasa, pembaca yang ingin mempelajari lebih lanjut dapat mengunjungi Rune Labs.