Charité studie ontdekt hersennetwerk dat symptomen verlicht wanneer het wordt gestimuleerd
De ziekte van Alzheimer is de meest voorkomende oorzaak van dementie, maar is niet gemakkelijk te behandelen. Een mogelijke therapie is diepe hersenstimulatie die wordt geleverd door een soort pacemaker. Een team van onderzoekers van Charité – Universitätsmedizin Berlin heeft ontdekt dat het stimuleren van een specifiek netwerk in de hersenen van Alzheimerpatiënten hun symptomen vermindert. De onderzoekers hopen dat de bevindingen, die verschijnen in Nature Communications*, de weg vrijmaken voor verder onderzoek.
Diepe hersenstimulatie (DBS) is een vorm van therapie die in Duitsland al is goedgekeurd voor de behandeling van neurologische bewegingsstoornissen zoals de ziekte van Parkinson en dystonie, en neuropsychiatrische aandoeningen zoals obsessief-compulsieve stoornis. Zeer dunne elektroden worden in de hersenen van de patiënt geïmplanteerd en leveren constant milde elektrische pulsen aan een specifiek gebied. De elektroden blijven permanent in de hersenen en zijn via draden die onder de huid lopen verbonden met een pacemakerachtig apparaat dat in het borstgebied is geïmplanteerd. Het apparaat wordt gebruikt om de sterkte en frequentie van de elektrische stimulatie aan te passen.
“Hoewel DBS al ruim 20 jaar een gevestigde behandeling voor de ziekte van Parkinson is en de kosten worden gedekt door zorgverzekeraars, is het nog steeds geen erg bekende therapie”, zegt prof. Andreas Horn, hoofd van een laboratorium dat netwerk gebaseerde hersenstimulatie onderzoekt op de afdeling Neurologie en Experimentele Neurologie op Campus Charité Mitte, en bij Brigham and Women’s Hospital en Massachusetts General Hospital, beide verbonden aan de Harvard Medical School in Boston, VS. “DBS werkt heel goed bij patiënten met Parkinson”, zegt hij. “Het verbetert hun kwaliteit van leven aanzienlijk.” Aangezien de ziekte van Alzheimer ook een neuro degeneratieve ziekte is, lijkt het waarschijnlijk dat DBS ook kan worden gebruikt om deze aandoening te behandelen. Maar een veilige, effectieve behandeling is alleen mogelijk als de precieze hersengebieden bekend zijn die stimulatie nodig hebben.
Het uitgangspunt voor de huidige studie, die de onderzoekers in nauwe samenwerking met meerdere partners, waaronder de Universiteit van Toronto in Canada, hebben uitgevoerd, was een willekeurige observatie binnen een Canadese studie. “Bij één patiënt, die werd behandeld voor zwaarlijvigheid, veroorzaakte diepe hersenstimulatie flashbacks – plotselinge herinneringen aan hun kindertijd en adolescentie”, zegt Dr. Ana Sofía Ríos van de afdeling Neurologie en Experimentele Neurologie op Campus Charité Mitte, en hoofdauteur van de studie. “Hierdoor vermoedden de Canadese onderzoekers dat het stimuleren van dit hersengebied, dat zich in de fornix bevond, ook geschikt zou kunnen zijn voor de behandeling van Alzheimer.”
Om dit verder te onderzoeken, implanteerden onderzoekers in zeven internationale centra als onderdeel van een multicenter studie, elektroden in hetzelfde gebied van de fornix bij deelnemers met een milde vorm van de ziekte van Alzheimer. “Helaas vertoonden de meeste patiënten geen verbetering. Maar een handjevol deelnemers profiteerde aanzienlijk van de behandeling”, zegt dr. Ríos. “In de huidige studie wilden we de oorzaak van deze verschillen vinden, dus vergeleken we de exacte positie van de elektroden bij elke deelnemer.”
De onderzoeksgroep van prof. Horn heeft zich gespecialiseerd in het analyseren van hoge resolutie magnetische resonantie beelden van de hersenen en deze te combineren met computermodellen om precies de optimale locaties voor DBS aan te wijzen. “Eén van de grootste uitdagingen is dat elk brein anders is – en dat is echt belangrijk voor het nauwkeurig plaatsen van de elektroden”, zegt prof. Horn. “Wanneer elektroden zelfs maar een paar millimeter van het doel worden geplaatst, kan dit leiden tot een gebrek aan voordeel voor de patiënt.” Dit was wat er gebeurde voor de meeste deelnemers aan de studie. Maar prof. Horn en zijn team waren in staat om beeldgegevens te gebruiken om de exacte positie van de elektroden te bepalen bij de patiënten die baat hadden bij de procedure. “De optimale plaats voor stimulatie lijkt de kruising te zijn van twee vezelbundels – de fornix en stria terminalis – die gebieden diep in de hersenen met elkaar verbinden. Beide structuren zijn gekoppeld aan de geheugenfunctie”, zegt prof. Horn.
Verdere klinische studies zijn nodig voordat DBS kan worden goedgekeurd en gebruikt voor de behandeling van de ziekte van Alzheimer. De huidige resultaten zijn een belangrijke volgende stap in het proces. “Als onze gegevens het mogelijk maken om elektroden nauwkeuriger te plaatsen in neurochirurgische onderzoeken naar DBS bij Alzheimerpatiënten, zou dat fantastisch zijn”, zegt prof. Horn. “We hebben dringend een effectieve therapie nodig die de symptomen van deze ziekte verlicht – en DBS is veelbelovend.”
In de toekomst zal het Horn-laboratorium verdere studies uitvoeren om andere neurale netwerken in de hersenen te onderzoeken en te definiëren die nuttig kunnen zijn bij de behandeling van dementie. Hun werk omvat het onderzoeken van gebieden van hersenlaesies en het identificeren van doelgebieden voor zowel DBS als andere methoden van neurostimulatie.
Vertaling Andre Teirlinck