HDBuzz Prijswinnaar 2012: Diepe hersenstimulatie voor de ziekte van Huntington

Diepe hersenstimulatie – een procedure waarbij miniatuur elektroden die elektrische pulsen afgeven in de hersenen worden geïmplanteerd – klinkt als iets uit een enge sciencefictionfilm. Deze sciencefictionachtige behandeling kan echter nuttig blijken voor het verminderen van symptomen van oncontroleerbare bewegingen, bekend als chorea, bij patiënten met de ziekte van Huntington.

Dit artikel van Melissa Christianson van Duke University is de winnaar van de HDBuzz 2012 Prijs voor Jonge Wetenschappelijke Schrijvers. Gefeliciteerd aan Melissa, die £500 wint en zich heeft aangesloten bij ons team van vaste schrijvers.

Chorea: een belangrijk symptoom van de ziekte van Huntington

Een van de meest opvallende aspecten van de ziekte van Huntington (ZvH) is de progressieve ontwikkeling van oncontroleerbare spierbewegingen, bekend als chorea. Hoewel chorea letterlijk ‘dansen’ betekent, verhult deze luchtige definitie de werkelijke impact ervan op mensen met de ZvH. Chorea kan het dagelijks leven verstoren en in sommige gevallen de gezondheid en onafhankelijkheid in gevaar brengen.

Wetenschappers denken dat chorea wordt veroorzaakt door het afsterven van hersencellen in een specifiek deel van de hersenen, het striatum. Normaal gesproken fungeren cellen in het striatum als de dirigent van een symfonie: ze balanceren zorgvuldig de activiteitsniveaus van elk hersengebied (vooral die betrokken zijn bij beweging) om een duidelijk, gecoördineerd resultaat te produceren. Wanneer cellen uit het striatum echter afsterven bij de ZvH, verliest de hersensymfonie zijn dirigent. Net zoals de muziek van een orkest zonder dirigent dissonant wordt, zo verliest ook de hersenactiviteit zijn harmonie zonder de zorgvuldige balanceeract van het striatum. Als gevolg daarvan creëren de overgebleven cellen in de rest van de hersenen nieuwe, ongebalanceerde activiteitspatronen die de oncontroleerbare bewegingen van chorea veroorzaken.

Onderzoekers bestuderen nu echter een speciale procedure bekend als diepe hersenstimulatie of ‘DBS’ die deze ongebalanceerde patronen zou kunnen onderbreken en chorea bij de ZvH zou kunnen verminderen.

Diepe hersenstimulatie: een resetknop voor de hersenen bij de ziekte van Huntington?

Diepe hersenstimulatie klinkt echt als iets uit een sciencefictionfilm. Bij DBS implanteren artsen kleine elektroden in specifieke delen van de hersenen (zoals die die beweging controleren) zodat deze elektroden minuscule elektrische pulsen kunnen uitzenden naar de omliggende hersengebieden. Hoewel elektriciteit de taal is die hersencellen gebruiken om te communiceren, proberen deze elektroden niet beleefd te praten met de nabijgelegen hersencellen. In plaats daarvan doen ze het equivalent van schreeuwen tegen nabijgelegen hersencellen om hun mond te houden!

Wetenschappelijk gezien is het idee dat de elektriciteit die uit de elektroden stroomt, de signalen van nabijgelegen hersencellen zal onderdrukken. Deze onderdrukking zou extreem nuttig kunnen zijn in hersengebieden bij de ZvH die hun ‘dirigent’ in het striatum hebben verloren en dus ongebalanceerde activiteitspatronen uitzenden die chorea veroorzaken. In zekere zin zouden de elektroden fungeren als de resetknop in een bowlingbaan, waardoor artsen elk chaotisch hersenactiviteitspatroon dat de hersencellen hebben opgezet kunnen onderbreken en zo de bewegingen van chorea kunnen stoppen.

Diepe hersenstimulatie in de strijd tegen de ziekte van Huntington

Wetenschappers van over de hele wereld beginnen nu te onderzoeken hoe diepe hersenstimulatie kan worden gebruikt om mensen met de ziekte van Huntington te behandelen. Voortbouwend op eerder werk bij patiënten met de ziekte van Parkinson die succesvol zijn behandeld met DBS, zijn deze wetenschappers begonnen te testen of diepe hersenstimulatie zaken als chorea, motorische coördinatie, onafhankelijkheid en functionele capaciteit bij mensen met de ZvH verbetert.

Hoewel dit onderzoek grotendeels in kleine stapjes is gevorderd, zijn de bevindingen van de afgelopen tien jaar over het algemeen veelbelovend. In elk van de zes gepubliceerde patiëntcasestudies tot nu toe, verbeterde chorea bij mensen met de ZvH na DBS-behandeling. Veel van deze studies merkten ook op dat ZvH-patiënten verbeterden wat betreft motorische coördinatie, onafhankelijkheid en functionele capaciteit na DBS-behandeling. Ten slotte ontwikkelden patiënten in deze studies weinig negatieve bijwerkingen door diepe hersenstimulatie, en eventuele bijwerkingen konden over het algemeen worden geëlimineerd door te sleutelen aan de specifieke details van de diepe hersenstimulatieprocedure.

De duivel zit in de details

Uit deze veelbelovende bevindingen blijkt echter ook duidelijk dat onderzoekers nog veel werk te doen hebben voordat ze met enige zekerheid de optimale manier kunnen beschrijven om diepe hersenstimulatie uit te voeren bij mensen met de ZvH. Ze moeten bijvoorbeeld precies uitzoeken waar ze de elektroden moeten plaatsen zodat ze de onbedoelde, choreïsche bewegingen het beste verstoren, maar niet de bedoelde, normale bewegingen van ZvH-patiënten. De sterkte van de elektrische signalen die uit de elektroden komen is ook belangrijk: te lage signalen zullen geen effect hebben op chorea, terwijl te hoge signalen gevaarlijke gevolgen kunnen hebben, zoals schade aan nabijgelegen hersencellen of epileptische aanvallen. Het is niet verrassend (aangezien iedereen op de planeet unieke hersenen heeft) dat beide parameters lijken te variëren tussen individuen. Er is dus nog een weg te gaan in het onderzoek voordat diepe hersenstimulatie een haalbare en consistente behandelingsoptie wordt in de kliniek.

Verder moeten de bevindingen van deze vroege, veelbelovende studies om verschillende methodologische redenen zeer voorzichtig worden geïnterpreteerd. Ten eerste hebben wetenschappers diepe hersenstimulatie slechts bij een zeer klein aantal mensen met de ZvH bestudeerd. Het is gevaarlijk om algemene conclusies te trekken op basis van zo’n klein aantal mensen. Stel je bijvoorbeeld voor wat er zou gebeuren als je de volgende zes mensen die je tegenkomt zou vragen naar hun lengte en het gemiddelde zou berekenen. Zou dit getal echt indicatief zijn voor de gemiddelde lengte van een mens? Zeker niet als je je enquête op een basketbalveld zou houden! Of de hierboven beschreven positieve effecten dus echt zijn en algemeen gelden voor de ZvH-populatie, moet nog worden vastgesteld.

Ten tweede hebben de meeste studies die tot nu toe zijn gerapporteerd, ZvH-patiënten die met DBS zijn behandeld slechts gedurende korte tijd na de behandeling gevolgd (variërend van maanden tot enkele jaren). Er zijn veel voorbeelden van onderzoeksbehandelingen die in het begin geweldig zijn en later ineffectief of zelfs schadelijk worden. Denk maar eens aan hoeveel beter chocolade je laat voelen als je verdrietig bent… en hoe verschrikkelijk je je voelt nadat je een hele zak M&M’s hebt opgegeten. Dus zelfs als DBS chorea in het begin verbetert, is het niet zeker dat het effectief zal blijven bij patiënten die langer worden behandeld.

Een andere moeilijkheid is de praktische uitvoerbaarheid. DBS omvat delicate, gerichte hersenoperaties die zelfs in de beste omstandigheden berucht moeilijk zijn. Maar als het gaat om opereren in hersengebieden die geleidelijk in omvang zijn afgenomen door het afsterven van neuronen, is het risico op complicaties of het missen van het doel nog groter. Dat betekent dat DBS nooit een ‘routinebehandeling’ voor ZvH-patiënten zou worden.

Ten slotte is een specifiek probleem bij patiëntcasestudies dat vaak alleen die casestudies worden gepubliceerd die succesvol zijn – met andere woorden, studies waarin patiënten verbeteren. Dit is geen nieuwe trend in wetenschappelijke publicaties. Thomas Edison publiceerde bijvoorbeeld niet de eerste 1.000 manieren om de gloeilamp niet uit te vinden, alleen de uiteindelijke succesvolle poging. De over het algemeen positieve bevindingen die hierboven zijn besproken, zijn dus mogelijk geen volledige beschrijving van het onderzoek naar DBS dat daadwerkelijk is uitgevoerd.

De conclusie

In het licht van al deze kanttekeningen, wat betekent diepe hersenstimulatie nu echt voor de strijd tegen de ziekte van Huntington? Ten eerste is het belangrijk om te onthouden dat DBS de ZvH nooit zal genezen, omdat het niet voorkomt dat hersencellen afsterven. Zelfs als diepe hersenstimulatie werkt om chorea te verminderen, zal de ZvH nog steeds een zeer reële, zeer ongeneeslijke ziekte blijven.

Diepe hersenstimulatie kan echter potentieel hebben als behandeling voor symptomen van de ziekte van Huntington, vooral chorea. Het gebruik van DBS om de oncontroleerbare bewegingen die gepaard gaan met de ZvH te verminderen of te voorkomen, zou niet alleen een palliatieve maatregel zijn, maar zou in plaats daarvan de functionele levensverwachting van getroffen ZvH-individuen kunnen verlengen door hen te helpen hun gezondheid en onafhankelijkheid te behouden na het begin van de ziekte.

Het is met dit doel voor ogen dat wetenschappers zullen blijven onderzoeken hoe diepe hersenstimulatie het beste kan worden toegepast als potentiële behandeling voor de ziekte van Huntington.

Meer informatie

• 2012 Overzichtsartikel in het tijdschrift Movement Disorders dat het gebruik van DBS voor de behandeling van chorea samenvat (open access)