Ро’и Гилрон, PhD, ведущий нейробиолог в Rune Labs – Серия интервью

Ро’и Гилрон, PhD, является ведущим нейробиологом в Rune Labs, компании, занимающейся разработкой программного обеспечения и аналитикой данных для точной нейрологии, поддержки доставки ухода и разработки терапии. StrivePD – это экосистема доставки ухода компании для болезни Паркинсона, которая позволяет пациентам и клиницистам лучше управлять болезнью Паркинсона, предоставляя доступ к отобранным панелям, суммирующим различные источники данных пациентов, и соединяя пациентов с клиническими испытаниями. Для разработки терапевтических препаратов биофармацевтические и медицинские компании используют технологию Rune, сеть вовлеченных клиницистов и пациентов, а также большие долгосрочные реальные наборы данных, чтобы ускорить программы разработки. Компания получила финансовую поддержку от ведущих инвесторов, таких как Eclipse Ventures, DigiTx, TruVenturo и Moment Ventures.

Что изначально привлекло вас к области нейробиологии?

Я влюбился в область трансляционной нейробиологии после своего исследовательского опыта работы с пациентами, страдающими эпилепсией, в отделении мониторинга эпилепсии (EMU). Было проведено много работы с этими пациентами на протяжении многих лет, что привело к удивительным открытиям в области речи, зрения и моторного контроля, над которым я сосредоточился в то время. После выполнения базовых исследований для своей магистерской диссертации я хотел работать с пациентами, страдающими конкретными заболеваниями. Это мотивировало меня применить знания, которые я получил в магистратуре, о моторном контроле и инженерии, к работе с пациентами, страдающими болезнью Паркинсона, с помощью устройств глубокой стимуляции мозга.

Можете ли вы рассказать о некоторых своих ранних работах с устройствами глубокой стимуляции мозга (DBS)?

На протяжении последнего десятилетия своей карьеры я был достаточно удачлив, чтобы оказаться в нужном месте в нужное время. Я присоединился к лаборатории Филипа Старра, нейрохирурга в UCSF Health, и в то время он работал с экспериментальными устройствами DBS. Лаборатория работала над получением исключения для устройства, находящегося на рассмотрении, чтобы собрать необходимые данные, необходимые для поддержки заявки на предварительное одобрение рынка с выбранной группой пациентов и клиницистов, пытающихся разработать следующие поколения терапий с помощью DBS.

Одним из интересных аспектов этой работы было наличие новых возможностей устройств, которые разрабатывались в то время. Было устройство стимуляции мозга, над которым мы работали от начала до конца, включая проектирование интерфейса, работу с устройством и программирование его.

Rune Labs описывает себя как компанию, занимающуюся разработкой программного обеспечения и аналитикой данных для точной нейрологии. Можете ли вы определить, что такое точная нейрология?

Мы берем за основу опыт, полученный в области исследования рака за последние 10 лет. Мы раньше думали, что испытания не увенчались успехом, потому что только 5% пациентов отреагировали положительно. Теперь мы понимаем, что если мы возьмем все эти данные и объединим их для разных типов рака, последуем геномам опухолей и возьмем те, что считались неудачами, у нас будет гораздо более персонализированная терапия для этих пациентов. Теперь мы не лечим пациента с раком молочной железы, а лечим очень конкретный тип опухоли, который был секвенирован у пациента с раком. Лечение невероятно персонализировано. Эта революция в области рака оказала значительное влияние на показатели выживаемости пациентов, и теперь мы пытаемся учиться на этом опыте.

В области нейрологии мы все еще застряли, в некоторой степени, с методами оценки некоторых расстройств, которые существуют уже в течение последнего века. Мы пытаемся ввести будущее, в котором все эти невероятно сложные устройства будут прикреплены к запястью и соединены со смартфонами, собирая подробную информацию о пациентах, чтобы помочь им и их клиницистам принимать лучшие решения о терапии. Мы хотим использовать эти данные как основу для разработки новых неврологических терапий и вывода их на рынок.

Было очень мало прорывов в лечении болезни Паркинсона за последнее десятилетие, почему это такое сложное заболевание для решения?

Это многогранно в случае болезни Паркинсона. У нас нет идеальной цели, и большинство терапий, которые у нас есть сегодня, не меняют течение заболевания, а только лечат симптомы, включая DBS. Трудно разработать новые лекарства. Болезнь Паркинсона, как и многие другие расстройства, развивается в течение длительного периода времени до появления симптомов. Вы можете прожить долгую жизнь, и заболевание может быть стабильным, что делает трудным оценку эффективности новых лекарств традиционным способом. Методы измерения клинической пользы, такие как вопросники, не всегда могут точно отражать влияние, особенно с учетом разнообразия симптомов заболевания у 500 пациентов. Есть очень ограниченное количество молекул, которые можно протестировать.

Однако есть теория, что если бы у нас был более глубокий способ фенотипирования пациентов и отслеживания их, чтобы собрать более подробную информацию во времени, мы, возможно, смогли бы наблюдать эффект, который мы не смогли бы наблюдать ранее. Это могло бы потребовать более короткого периода времени, например, недель или месяцев, ускоренного благодаря данным, собранным с помощью носимых устройств, таких как Apple Watch.

Какой тип данных собирает Rune Labs с помощью носимых устройств, таких как Apple Watch, и сложных имплантатов глубокой стимуляции мозга, чтобы ускорить разработку терапий для болезни Паркинсона?

С помощью Apple Watch у нас есть разрешение 510(k) от Управления по контролю за продуктами и лекарствами США для измерения тремора и дискинезии пациента минуту за минутой. Мы работали вместе с Apple (AAPL ) над этой технологией, которая позволяет нам более интенсивно сосредоточиться на пациентах каждый день, неделю и месяц. Это не возможно, когда вы смотрите только на клиническую оценку пациента. С помощью Apple Watch мы можем собрать огромное количество данных, которое позволяет нам выполнять глубокие фенотипические аннотации. Кроме этих проверенных ответов, оно также собирает огромное количество информации о пациенте. Это может включать закономерности его мобильности, от количества шагов до длины шага, до других проверенных метрик, таких как время двойной поддержки или симметрия ходьбы, которые связаны с вероятностью падения пациента – большая проблема для пациентов с болезнью Паркинсона и значительный вклад в инвалидность. Мы также отслеживаем сон и физические упражнения, которые, как показали исследования, полезны. Физические упражнения – одно из немногих вещей, которые полезны для симптомов болезни Паркинсона в долгосрочной перспективе.

Кроме того, мы используем эти данные, чтобы помочь фенотипировать пациентов с устройствами DBS в подгруппе более продвинутых пациентов с болезнью Паркинсона. Для этого мы используем устройства, изготовленные компанией Medtronic, которые могут обнаруживать активность мозга. Мы отслеживаем большое количество информации о пациентах, связанной с их электрофизиологией, которая поступает из глубоких ядер, производящих патологические сети у пациентов. Этот подход позволяет нам характеризовать пациентов таким образом, который был невозможен ранее.

Как эти данные помогают Rune Labs предлагать прогностические персонализированные терапии?

Мы подходим к этому с пациенто-ориентированного подхода. Сейчас коммуникация всех доступных вариантов для человека с болезнью Паркинсона может быть трудной, поскольку клиницистам необходимо просмотреть множество терапий для своих пациентов. Одним из вещей, которые, по нашему мнению, лучшие данные могут помочь, является улучшение прогнозов, такие как рекомендация пациенту получить устройство DBS, поскольку он испытывает много моторных колебаний с пероральными препаратами. Мы можем помочь пациенту иметь этот разговор с его клиницистом. Другим примером является то, что если клиницист может увидеть из данных, что его пациент испытывает много дискинезии, он может рекомендовать изменить формулу препарата. Есть много новых препаратов и устройств на рынке, и мы хотим дать пациентам возможность изучить все варианты.

Кроме того, мы работаем с производителями устройств, такими как Medtronic, которые потенциально в будущем смогут предлагать пациентам реальные предложения, такие как конкретные препараты или то, какой модальность лучше всего подходит для них.

Еще одной вещью, над которой мы работаем в области устройств DBS, является возможность взять данные о результатах пациента, такие как его симптомы, и объединить их с электрофизиологическими данными, собираемыми из его мозга. Объединение этих двух типов данных может помочь нам сделать рекомендацию о том, как эффективно стимулировать мозг пациента, и в будущем может быть интегрировано в клинические испытания. Уже есть некоторые примеры этого, которые помогли выявить биомаркеры прогрессирования болезни Паркинсона.

Собрала ли Rune Labs биомаркеры прогрессирования болезни Паркинсона?

Я думаю, что у нас есть некоторые перспективные биомаркеры. Опубликованные данные показывают, что есть определенные характеристики, которые способствуют повышенному риску и более быстрому прогрессированию заболевания, такие как нарушения сна или когнитивные проблемы. Платформа, которую мы имеем, может измерить эти симптомы. То, что волнительно в этом, – это потенциал, который он имеет, чтобы положительно повлиять на пациентов. Пациенты носят эти устройства и захватывают эти закономерности в течение длительного периода времени, что необходимо для разработки биомаркеров, учитывая, что продолжительность этого заболевания измеряется десятилетиями.

Rune Labs также работала над стимулятором спинного мозга, чтобы помочь пациентам с рассеянным склерозом, можете ли вы рассказать о некоторых научных аспектах этого?

Рассеянный склероз – это нейродегенеративное заболевание, и, как болезнь Паркинсона, нет лекарства от него сегодня, но есть препараты и терапии, модифицирующие заболевание, которые помогают пациентам облегчить симптомы. Эти препараты по сути уменьшают чрезмерно активную иммунную систему, которая вызывает ущерб организму при рассеянном склерозе. В Rune мы исследуем новый метод лечения рассеянного склероза, который будет использовать стимулятор спинного мозга, чтобы помочь управлять нейропатической болью, связанной с рассеянным склерозом. То, что уникально в этом подходе, – это то, что, как и болезнь Паркинсона, вы можете использовать это устройство, чтобы получить доступ к нервной системе.

Одной из целей в нейрологии является разработка адаптивного имплантата мозга, который может реагировать в реальном времени на мозговые волны, чтобы лечить десятки заболеваний. Каковы некоторые из основных проблем при построении этого?

Существует множество основных проблем при построении адаптивного устройства DBS (aDBS). Основной проблемой является запись и стимуляция одной и той же цели. Есть несколько факторов, которые могут повлиять на целостность сигнала, и даже предотвратить использование устройства у некоторых пациентов. Недавнее исследование показало, что использование имплантируемого генератора импульсов (IPG) в правой части груди на расстоянии от электрического диполя сердца может снизить загрязнение электрокардиограммы (ЭКГ) и, таким образом, снизить вероятность артефактов ЭКГ в доступных датчиках. Наряду с артефактами ЭКГ движение кабеля электрода DBS может быть наблюдаемо как вызывающее большие транзиенты в сигналах мозга. Оба вышеупомянутых артефакта загрязняют широкие полосы частотного спектра и, таким образом, потенциально предотвращают эффективную реакцию пороговых политики контроля на целевой биомаркер и приводят к неконтролируемому увеличению или уменьшению стимуляции.

Разработка клинически устойчивых систем aDBS принесет новые проблемы, которые являются техническими по своей природе, включая взаимодействие с мозговой активностью без артефактов. Многие из этих проблем могли бы быть решены путем подключения дополнительных беспроводных внешних устройств к имплантатам для поддержки физиологического и поведенческого отслеживания, а также для повышения точности индивидуальных стратегий контроля.

Спасибо за отличное интервью, читатели, которые хотят узнать больше, могут посетить Rune Labs.