Een nieuwe studie met muizen suggereert dat zorgvuldig getimede pulsen van ultrasone golven de overlevingskansen dramatisch kunnen verbeteren na een type beroerte dat bekend staat als een hemorragische beroerte. Deze aanpak, die de natuurlijke reinigingsmechanismen van de hersenen versterkt, zou ook veelbelovend kunnen zijn voor de behandeling van de ziekte van Alzheimer in de toekomst.
Hemorragische beroertes treden op wanneer een bloedvat in de hersenen barst, waardoor de zuurstofstroom wordt verstoord en de hersencellen worden beschadigd. Deze beroertes zijn verantwoordelijk voor ongeveer 15% van alle beroertes, wat vaak leidt tot invaliderende bewegings- en cognitieve stoornissen. De huidige behandeling omvat doorgaans het afsluiten van het gescheurde bloedvat met een kleine metalen clip, gevolgd door het verwijderen van dode rode bloedcellen uit de hersenen. Dit proces is vaak invasief en brengt risico’s met zich mee, zoals verdere hersenbeschadiging en infectie.
Dr. Raag Airan van Stanford University vroeg zich af of echografie een minder invasieve oplossing zou kunnen bieden. Terwijl hij experimenteerde met door ultrasoon geluid geactiveerde medicijnen in de hersenen van muizen, liet hij het apparaat per ongeluk langer aanstaan dan de bedoeling was. Wat hij waarnam was verrassend: in plaats van gelokaliseerd te blijven, leek het medicijn zich door de hersenen te verspreiden, gedragen door hersenvocht – het vocht dat verantwoordelijk is voor het opruimen van afval uit de hersenen.
Deze toevallige ontdekking leidde tot een idee: zou echografie kunnen worden gebruikt om puin actief uit de hersenen te verwijderen?
Om deze theorie te testen, veroorzaakte het team van Airan hemorragische beroerte-achtige aandoeningen bij muizen door hun eigen bloed in hun hersenen te injecteren. De helft van de muizen ontving gedurende drie dagen dagelijks ultrasone pulsen van 10 minuten; de andere helft diende als controlegroep. Drie dagen later testten de onderzoekers beide groepen met behulp van een gedragstest die de motorische functie en cognitieve vaardigheden beoordeelde.
Muizen behandeld met echografie vertoonden significant betere prestaties vergeleken met de onbehandelde groep. Ze draaiden consistenter in alle richtingen binnen een tank en vertoonden een grotere grijpkracht – duidelijke indicatoren van verminderde hersenschade. Deze bevindingen werden bevestigd toen wetenschappers plakjes van hun hersenen onderzochten na euthanasie, waarbij minder weefselschade bij de met echografie behandelde muizen aan het licht kwam.
Belangrijk is dat de overlevingspercentages ook dramatisch verschilden: een week na de eerste bloedinjectie was de helft van de onbehandelde muizen gestorven, terwijl slechts een vijfde van degenen die met echografie waren behandeld, aan de beroerte-achtige toestand was bezweken. Dit vertaalde zich in een overlevingswinst van 30% dankzij slechts drie korte echosessies.
Uit verder onderzoek bleek dat ultrasone pulsen drukgevoelige eiwitten activeerden op microglia – de immuuncellen van de hersenen. Deze activering verminderde de ontstekingen en versterkte het vermogen van de microglia om dode rode bloedcellen op te slokken en te elimineren. Bovendien verbeterde de echografie de stroom van hersenvocht door de hersenen, wat verder hielp bij het opruimen van cellulair afval naar de lymfeklieren in de nek, waar afval wordt verwerkt.
De implicaties van dit onderzoek reiken verder dan een hersenbloeding. Dr. Airan is van mening dat als echografie relatief grote dode rode bloedcellen effectief uit de hersenen kan verwijderen, het mogelijk kleinere toxische eiwitten kan opruimen die betrokken zijn bij neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en Parkinson. Dr. Kathleen Caron van de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill deelt dit optimisme.
Hoewel er nog steeds proeven op mensen plaatsvinden, geven de eerste resultaten aan dat blootstelling aan ultrasoon geluid veilig is, waardoor de zorgen over onverwachte bijwerkingen tot een minimum worden beperkt. Het team is van plan om volgend jaar een proef te starten met mensen bij wie de ziekte van Alzheimer is vastgesteld, vanwege de minder urgente behoefte aan onmiddellijke behandeling vergeleken met slachtoffers van een hersenbloeding.
Als dit lukt, kan deze niet-invasieve aanpak een revolutie teweegbrengen in de behandeling van beroertes en mogelijk het landschap van neurodegeneratieve ziekten hervormen.
