Ro’ee Gilron, PhD, Lead Neuroscientist at Rune Labs – Intervista in Serie

Ro’ee Gilron, PhD, è il Lead Neuroscientist di Rune Labs, una società di software e analisi dei dati per la neurologia di precisione, che supporta la consegna di cure e lo sviluppo di terapie. StrivePD è l’ecosistema di consegna di cure della società per la malattia di Parkinson, che consente ai pazienti e ai clinici di gestire meglio la malattia di Parkinson, fornendo l’accesso a dashboard curate che riassumono una gamma di fonti di dati dei pazienti e connettendo i pazienti ai trial clinici. Per lo sviluppo di terapie, le società biotech e di dispositivi medici sfruttano la tecnologia di Rune, la rete di clinici e pazienti coinvolti e i grandi set di dati del mondo reale a lungo termine per accelerare i programmi di sviluppo. La società ha ricevuto sostegno finanziario da importanti investitori come Eclipse Ventures, DigiTx, TruVenturo e Moment Ventures.

Cosa ti ha inizialmente attratto nel campo della neuroscienza?

Mi sono innamorato del campo della neuroscienza traslazionale dopo la mia esperienza di ricerca lavorando con pazienti affetti da epilessia nell’Unità di monitoraggio dell’epilessia (EMU). Molto lavoro è stato fatto con questi pazienti nel corso degli anni, portando a scoperte incredibili nel campo del linguaggio, della visione e del controllo motorio, l’area in cui mi sono concentrato all’epoca. Dopo aver fatto ricerca di base per il mio lavoro di laurea, ho voluto la possibilità di lavorare con pazienti specificamente sulle malattie di cui soffrono. Ciò mi ha motivato ad applicare ciò che ho imparato alla scuola di specializzazione sul controllo motorio e l’ingegneria nel lavoro con pazienti affetti da malattia di Parkinson con dispositivi di stimolazione cerebrale profonda.

Puoi discutere alcuni dei tuoi primi lavori con dispositivi di stimolazione cerebrale profonda (DBS)?

Nell’ultimo decennio della mia carriera, sono stato fortunato a essere nel posto giusto al momento giusto. Mi sono unito al laboratorio di Philip Starr, un neurochirurgo del UCSF Health, e all’epoca stava lavorando con dispositivi di stimolazione cerebrale profonda sperimentali. Il laboratorio stava lavorando per ottenere un’esenzione per dispositivo sperimentale (IDE) per raccogliere i dati necessari per supportare una richiesta di autorizzazione pre-mercato con un gruppo selezionato di pazienti e clinici che cercavano di sviluppare terapie di nuova generazione con DBS.

Un componente emozionante di questo lavoro è stato rappresentato dalle nuove capacità dei dispositivi che stavano essere sviluppati all’epoca. C’è un dispositivo di stimolazione cerebrale che abbiamo lavorato per sviluppare dall’inizio alla fine, che ha comportato la progettazione dell’interfaccia, il lavoro con il dispositivo e la programmazione.

Rune Labs si descrive come una società di software e analisi dei dati per la neurologia di precisione. Puoi definire cosa sia la neurologia di precisione?

Stiamo prendendo il copione dalla ricerca sul cancro degli ultimi 10 anni. Un tempo pensavamo che un trial fallisse perché solo il 5% dei pazienti rispondeva. Ora realizziamo che se si prende tutti quei dati e li si aggrega attraverso tutti i diversi tipi di cancro, si sequenziano i genomi dei tumori e si prendono i presunti “fallimenti”, si ha una terapia molto più personalizzata da offrire a questi pazienti. Ora non si tratta più di trattare un paziente con cancro al seno, ma di trattare un tipo molto specifico di tumore che è stato sequenziato da un paziente con cancro. Le terapie sono incredibilmente personalizzate. Questa rivoluzione nel cancro ha avuto un impatto significativo sui tassi di sopravvivenza dei pazienti e ora stiamo cercando di imparare da questa esperienza.

In neurologia, siamo ancora bloccati, in una certa misura, con modi di valutazione di alcuni disturbi che sono stati utilizzati per l’ultimo secolo. Stiamo cercando di portare avanti un futuro in cui tutti questi dispositivi incredibilmente sofisticati siano collegati a un orologio da polso e abbinati a smartphone, raccogliendo informazioni dettagliate sui pazienti per aiutarli e i loro clinici a prendere decisioni migliori sulla loro terapia. Vogliamo utilizzare questi dati come base per sviluppare nuove terapie neurologiche e portarle sul mercato.

Ci sono stati pochi progressi nella malattia di Parkinson nell’ultimo decennio, perché è così difficile da affrontare?

È multifattoriale nella malattia di Parkinson. Non abbiamo il bersaglio perfetto e la maggior parte delle terapie che abbiamo oggi non cambiano il corso della malattia, trattano solo i sintomi, compresa la DBS. È difficile sviluppare nuovi farmaci. La malattia di Parkinson, e molti altri disturbi, si sviluppano nel corso di un periodo prima che i sintomi si manifestino. Si può vivere a lungo con la malattia stabile, rendendo difficile valutare l’efficacia di nuovi farmaci in modo tradizionale. I metodi per misurare il beneficio clinico, come i questionari, non sono sempre in grado di catturare con precisione l’impatto, soprattutto con la diversità dei sintomi della malattia in un trial con 500 pazienti. C’è un numero limitato di molecole da testare.

Tuttavia, c’è una teoria secondo cui se si avesse un modo più approfondito per fenotipare i pazienti e tracciarli per raccogliere maggiori dettagli nel tempo, potrebbe essere possibile osservare un effetto che non si sarebbe potuto osservare in precedenza. Ciò potrebbe richiedere un periodo di tempo più breve, come settimane o mesi, accelerato grazie ai dati raccolti da dispositivi indossabili come l’Apple Watch.

Qual tipo di dati sta raccogliendo Rune Labs da dispositivi indossabili come l’Apple Watch a dispositivi di stimolazione cerebrale profonda per accelerare lo sviluppo di terapie per la malattia di Parkinson?

Con l’Apple Watch, abbiamo l’autorizzazione 510(k) della Food and Drug Administration degli Stati Uniti per misurare i tremori e la discinesia di un paziente minuto per minuto. Abbiamo lavorato con Apple (AAPL ) su questa tecnologia, che ci consente di concentrarci maggiormente sui pazienti ogni giorno, settimana e mese. Ciò non è possibile quando si guarda solo al punteggio clinico di un paziente. Con l’Apple Watch, possiamo raccogliere una vasta gamma di dati che ci consente di fare annotazioni di fenotipo approfondite. Oltre a queste risposte validate, raccoglie anche una vasta quantità di informazioni sul paziente. Ciò può includere modelli di mobilità dal conteggio dei passi alla lunghezza del passo, ad altri metriche validate come il tempo di supporto doppio o la simmetria della camminata, che sono correlate alla probabilità di caduta del paziente – una grande preoccupazione per i pazienti con malattia di Parkinson e un grande contributo alla disabilità. Stiamo anche tracciando l’attività del sonno e dell’esercizio, che gli studi hanno dimostrato essere benefici. L’esercizio è una delle poche cose che è benefico per i sintomi della malattia di Parkinson nel lungo periodo.

Inoltre, stiamo utilizzando questi dati per aiutare a fenotipare i pazienti con dispositivi di stimolazione cerebrale profonda in un subset di pazienti con malattia di Parkinson più avanzata. Per questo, stiamo utilizzando dispositivi prodotti da Medtronic che possono rilevare l’attività cerebrale. Stiamo tracciando una grande quantità di informazioni sull’elettrofisiologia dei pazienti che provengono da nuclei profondi che producono reti patologiche nei pazienti. Questo approccio ci consente di caratterizzare i pazienti in un modo che non era possibile prima.

Come aiuta questi dati Rune Labs nell’offrire terapie personalizzate predittive?

Stiamo affrontando questo da un approccio paziente-centrico. Attualmente, comunicare tutte le opzioni disponibili a una persona con malattia di Parkinson può essere difficile, poiché i clinici devono setacciare molte di queste terapie per i loro pazienti. Una delle cose che pensiamo che i dati migliori possano aiutare è migliorare le previsioni, come raccomandare a un paziente di ricevere un dispositivo di stimolazione cerebrale profonda perché ha avuto molte fluttuazioni motorie con farmaci orali. Possiamo aiutare a empowermentare il paziente per avere quella conversazione con il suo clinico. Un altro esempio è se un clinico può vedere dai dati che il suo paziente ha avuto molta discinesia, può raccomandare di cambiare la formula del farmaco. Ci sono molti nuovi farmaci e dispositivi sul mercato e vogliamo empowermentare i pazienti per esplorare tutte le opzioni.

Inoltre, lavoriamo con produttori di dispositivi come Medtronic che potenzialmente in futuro potranno offrire suggerimenti in tempo reale ai pazienti, come particolari farmaci o se la modalità inalata o iniettata sia più adatta per loro.

Un’altra cosa che stiamo lavorando nel settore dei dispositivi di stimolazione cerebrale profonda è essere in grado di prendere i dati di esito di un paziente, come i suoi sintomi, e combinarli con i dati elettrofisiologici che vengono raccolti dal suo cervello. Mettere insieme questi due tipi di dati per arrivare a una raccomandazione su come stimolare efficacemente il cervello di un paziente potrebbe, in futuro, essere integrato nei trial clinici. Ci sono già alcuni esempi di questo che sono stati fatti e che hanno aiutato a identificare biomarcatori per la progressione della malattia di Parkinson.

Con tutti i dati raccolti, Rune Labs è stata in grado di identificare biomarcatori per la progressione della malattia di Parkinson?

Credo che abbiamo alcuni primi risultati molto promettenti in termini di biomarcatori. I dati pubblicati mostrano che ci sono caratteristiche specifiche che contribuiscono a un aumento del rischio e a una progressione più rapida della malattia, come anomalie del sonno o problemi cognitivi. La piattaforma che abbiamo può misurare questi sintomi. Ciò che è emozionante è il potenziale che ha per avere un impatto positivo sui pazienti. I pazienti indossano questi dispositivi e catturano questi modelli nel corso di lunghi periodi di tempo, il che è necessario per sviluppare biomarcatori dato che la durata della malattia è misurata in decenni.

Rune Labs ha anche lavorato su uno stimolatore del midollo spinale per aiutare i pazienti con sclerosi multipla, puoi discutere alcuni della scienza dietro questo?

La sclerosi multipla è una malattia neurodegenerativa e, come la malattia di Parkinson, non c’è una cura oggi, ma ci sono farmaci e terapie modificanti la malattia che aiutano i pazienti ad alleviare i sintomi. Questi farmaci essenzialmente riducono il sistema immunitario iperattivo che causa il corpo a attaccarsi da solo nella sclerosi multipla. A Rune, stiamo indagando su un trattamento innovativo per la sclerosi multipla che utilizzerebbe uno stimolatore del midollo spinale per aiutare a gestire il dolore neuropatico associato alla sclerosi multipla. Ciò che è unico in questo approccio è che, come la malattia di Parkinson, è possibile utilizzare questo dispositivo per accedere al sistema nervoso.

Un obiettivo in neurologia è progettare un impianto cerebrale adattivo che possa rispondere in tempo reale alle onde cerebrali per trattare decine di malattie. Quali sono alcune delle sfide principali dietro la costruzione di questo?

Ci sono molte sfide principali dietro la costruzione di un dispositivo di stimolazione cerebrale profonda adattivo (aDBS). La principale sfida è registrare e stimolare lo stesso bersaglio. Ci sono diversi fattori che possono impattare sulla fedeltà del segnale e anche impedire l’uso di un dispositivo in alcuni pazienti. Uno studio recente ha scoperto che utilizzare un generatore di impulsi impiantabile (IPG) nel torace destro a una distanza dal dipolo elettrico del cuore può mitigare la contaminazione dell’elettrocardiogramma (ECG) e quindi ridurre la probabilità di artefatti ECG nei contatti di sensazione disponibili. Oltre agli artefatti ECG, il movimento del cavo dell’elettrodo DBS può essere osservato come causa di grandi transitori nei segnali cerebrali. Entrambi gli suddetti artefatti contaminano ampie bande dello spettro di frequenza e quindi potrebbero impedire che le politiche di controllo basate sulla soglia reagiscano efficacemente al biomarcatore di destinazione e portare a un aumento o a una diminuzione non controllata della stimolazione.

Lo sviluppo di sistemi aDBS clinicamente sostenibili porterà nuove sfide che sono di natura tecnica, tra cui l’interazione con l’attività cerebrale senza artefatti. Molte di queste sfide potrebbero essere affrontate accoppiando dispositivi wireless esterni aggiuntivi con gli impianti per supportare il tracciamento fisiologico e comportamentale e aumentare la precisione delle strategie di controllo personalizzate per il paziente.

Grazie per la grande intervista, i lettori che desiderano saperne di più possono visitare Rune Labs.