Foto Alzheimercentrum Amsterdam
De onderzoekers ontdekten een methode met het potentieel voor vroege detectie van de ziekte van Alzheimer tijdens slaap of anesthesie in het presymptomatische stadium, tussen 10-20 jaar vóór het begin van de symptomen van dementie.
De onderzoekers vonden een verscheidenheid aan methoden die effectief bleken te zijn bij het voorkomen van abnormale hersenactiviteit en daaropvolgende cognitieve stoornissen in een diermodel van de ziekte van Alzheimer, waaronder Deep Brain Stimulation (DBS), een bekende methode die wordt gebruikt bij de behandeling van Parkinson en epilepsie.
“In het onderzoek ontdekten we een verband tussen de abnormale activiteit in de hippocampus en een kleine kern, de nucleus reuniens genaamd, die de thalamus met de hippocampus verbindt. Het gebruik van DBS om deze kern te onderdrukken remde de epileptische activiteit tijdens de anesthesie en voorkwam geheugenverlies daarna. Bovendien voorkwam DBS-behandeling tijdens de presymptomatische fase geheugenverlies in het diermodel van Alzheimer tijdens de symptomatische fase”, aldus prof. Inna Slutsky van de Universiteit van Tel Aviv (TAU). “We hopen in de toekomst klinische proeven bij mensen te starten”, voegde ze eraan toe.
In 2022 ontdekte een team van onderzoekers van het laboratorium van prof. Inna Slutsky van de Faculteit der Geneeskunde en de Segol School of Neuroscience van TAU een pathologisch hersenfenomeen in een diermodel dat vele jaren voorafgaat aan de eerste verschijning van de symptomen van de ziekte van Alzheimer.
Dit is een verhoogde activiteit in de hippocampus tijdens de anesthesie- en slaaptoestanden, die het gevolg is van schade aan het mechanisme dat het neurale netwerk stabiliseert. In de huidige studie, gepubliceerd in Nature Communications, ontdekte het laboratoriumteam van Prof. Slutsky, in samenwerking met het Safra Centrum voor Neurowetenschappen van de Hebreeuwse Universiteit, dat onderdrukking van neuronale activiteit in een kleine kern in een specifiek gebied van de thalamus (dat de slaaptoestand reguleert) ) veroorzaakte een afname van de pathologische activiteit in de hippocampus en voorkwam de verslechtering van het geheugen bij de ziekte van Alzheimer in een diermodel.
De onderzoekers hopen dat hun onderzoek de start van klinische onderzoeken bij mensen zal versnellen, zal leiden tot vooruitgang op het gebied van vroege detectie en preventie van het ontstaan van dementiesymptomen bij de ziekte van Alzheimer, en op het gebied van de behandeling van cognitieve stoornissen veroorzaakt door operaties. POCD - Postoperatieve cognitieve disfunctie).
“Al tien tot twintig jaar vóór het verschijnen van de bekende symptomen van geheugenstoornissen en cognitieve achteruitgang, treden er langzaam en geleidelijk fysiologische veranderingen op in de hersenen van de patiënt”, legt de promovendus die de studie leidde, Shiri Shoob, uit. “Er is een ophoping van amyloïde-bèta-afzettingen en abnormale ophopingen van tau-eiwit, een afname van het volume van de hippocampus, en meer. Bovendien ontwikkelde ongeveer 30% van de mensen bij wie postmortem een pathologie werd vastgesteld die typisch is voor de ziekte van Alzheimer, tijdens hun leven niet de typische symptomen van de ziekte. Het lijkt er dus op dat de hersenen een, weliswaar beperkt, vermogen hebben om zichzelf te beschermen tegen de schade van de ziekte.”
Het onderzoek richtte zich op het vinden van de beschermende mechanismen die de hersenen hebben tegen de schade als gevolg van de ziekte. De onderzoekers ontdekten dat tijdens de slaap – en vooral tijdens de slaap als gevolg van algemene anesthesie – de vroege symptomen van de ziekte van Alzheimer, die vele jaren vóór de symptomen van dementie verschijnen, gemakkelijker konden worden geïdentificeerd. Prof. Inna Slutsky: “Anesthesie onthult een pathofysiologie in de hersenactiviteit in het diermodel. Wij denken dat er mechanismen zijn die dezelfde pathologie compenseren terwijl ze wakker zijn en zo de pre-symptomatische periode van de ziekte verlengen.”
De onderzoekers identificeerden hyperactiviteit in de hippocampus – ‘stille aanvallen’, die qua hersenactiviteit op een epileptische aanval lijken, maar niet van buitenaf verschijnen – in een diermodel van de ziekte van Alzheimer. Dit, vergeleken met de verminderde activiteit in de gezonde hippocampus tijdens slaap en anesthesie. Om mogelijke behandelings- en preventiemaatregelen te onderzoeken, probeerden de onderzoekers verschillende methoden, maar concentreerden ze zich vooral op diepe hersenstimulatie (DBS) met behulp van elektrische signalen naar de nucleus reuniens – een kleine kern in de hersenen die de aangetaste hippocampus en de thalamus verbindt. is verantwoordelijk voor de slaapregulatie.
“Toen we probeerden de nucleus reuniens op hoge frequenties te stimuleren, zoals bijvoorbeeld wordt gedaan bij de behandeling van de ziekte van Parkinson, ontdekten we dat dit de schade aan de hippocampus en de stille epileptische aanvallen verergerde,” zei Shoob, “pas nadat de frequentie was veranderd. stimulatiepatroon naar een lagere frequentie konden we de aanvallen onderdrukken en cognitieve stoornissen voorkomen. We hebben aangetoond dat de nucleus reuniens het vermogen had om deze aanvallen volledig onder controle te houden. We zouden de aanvallen kunnen vergroten of verkleinen door het te stimuleren.”
Prof. Slutsky voegt hieraan toe: “Epidemiologische onderzoeken wijzen op een verband tussen veroudering en een fenomeen dat POCD wordt genoemd: cognitieve problemen die ontstaan na een operatie onder algemene anesthesie. Bij jongeren gaan de klachten doorgaans heel snel over, maar bij ouderen neemt de kans op cognitieve stoornissen toe en kan deze lang aanhouden. Ons onderzoek wijst op een mogelijk mechanisme dat aan het fenomeen ten grondslag ligt. We ontdekten dat het onderdrukken van de thalamische nucleus reuniens - door farmacologische of elektrische middelen - met succes zowel pathologische activiteit in de hippocampus tijdens anesthesie als cognitieve stoornissen na anesthesie voorkwam. Daarnaast identificeerden we een verband tussen bepaalde pathologische activiteit in de hippocampus tijdens anesthesie in de presymptomatische fase van de ziekte van Alzheimer en geheugenproblemen in een verder gevorderd stadium van de ziekte. Dit duidt op een potentieel voor het voorspellen van de ziekte in de slapende toestand, vóór het begin van de cognitieve achteruitgang.”
De leider van de studie, Shiri Shoob, voegde hieraan toe: “We zagen dat, ongeacht welke middelen we gebruikten, wanneer we de neurale activiteit in de kern remden, we tijdens anesthesie ook een afname van de pathologische activiteit in de hippocampus maten.”
Het onderzoek werd geleid door promovendus Shiri Shoob, met medewerking van Nadav Buchbinder, promovendus Ortal Shinikamin, Halit Baeloha, dr. Tomer Langberg, dr. Daniel Zarhin, dr. Ilana Shapira en dr. Gabriella Braun van het laboratorium van prof. Inna Slutsky en in samenwerking met Dr. Naomi Habib en Or Gold van de Hebreeuwse Universiteit.
