Experimentele therapie gaat Alzheimer te lijf met licht en geluid

Het ziekteproces van Alzheimer vertragen door de patiënt bloot te stellen aan licht en geluid, het klinkt nogal ongebruikelijk. Toch is dit de strategie die neurowetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge (VS) nu aan het onderzoeken zijn.

De ziekte van Alzheimer kenmerkt zich door ophoping van de eiwitten tau en bèta-amyloïd in de hersenen. De klonters vormen zich al zo’n vijftien jaar voor de eerste symptomen optreden. Pas jaren later beginnen zenuwcellen (de grijze massa) daadwerkelijk af te sterven.

Onderzoekers proberen al lange tijd om het eiwit in de hersenen dat geassocieerd wordt met cognitieve problemen, op te ruimen. Tot nu toe zonder succes. Hoogleraar neurowetenschap Li-Huei Tsai en haar collega’s van MIT boekten succes bij zieke muizen met een therapie gebaseerd op flikkerend licht en geluid van lage frequentie. Eiwitophopingen worden kleiner en het geheugen van de beestjes beter. De eerste tests bij gezonde ouderen laten zien dat herhaalde blootstelling aan het licht en geluid veilig is. Klinische proeven met patiënten zijn dit jaar van start gegaan.

Verstoorde hersengolven

In onze hersenen zitten zenuwcellen die ritmisch ‘vuren’, waarmee ze hersengolven van verschillende frequenties opwekken. Door iemand bloot te stellen aan licht en geluid van een bepaalde frequentie, kan je deze elektrische activiteit in het brein beïnvloeden. De Amerikaanse onderzoekers richten hun therapie op de snelle gammagolven (38-80 Hertz), die bijvoorbeeld betrokken zijn bij aandacht en langetermijngeheugen. “Gamma-ritmes zorgen ervoor dat de activiteit in met elkaar verbonden hersengebieden synchroon verloopt. Ze helpen bij de verwerking van informatie”, legt Tsai uit. “Als dieren of mensen actief bezig zijn met een cognitieve taak, zie je de gamma-ritmes sneller worden.”

Bij de ziekte van Alzheimer lijkt het ritme van gammagolven verstoord. Tsai: “Zowel de kracht als de samenhang van de hersengolven is in verschillende hersengebieden verminderd.” Haar team gebruikt licht- en geluidsgolven met een frequentie van 40 Hz om een soortgelijke frequentie weer in de hersencellen op te roepen.

In 2016 beschreef het team in het vakblad Nature de eerste resultaten rond de behandeling met licht. Bij muizen met Alzheimer-achtige kenmerken remde een uur flikkerend licht per dag het ziekteproces. Na een week hadden de dieren minder B-amyloid en tau-ophopingen in de visuele hersenschors (het hersengebied dat binnenkomende beelden vanuit de ogen verwerkt) dan zieke muizen die geen lichttherapie kregen.

Verbetering van het geheugen

Dit voorjaar publiceerde de onderzoeksgroep twee nieuwe artikelen in Cell en Neuron waarin ze hun eerste bevinding verder uitbreiden met geluid. Door zieke muizen te stimuleren met geluidsgolven van 40 Hz vermindert het aantal eiwitklonters in de gehoorschors (het hersengebied waar geluidsprikkels verwerkt worden). Dit keer was ook de hippocampus (een gebied dat belangrijk is voor leren en geheugen) ‘geraakt’ door de therapie. Ook daar werden de ophopingen kleiner. Ten slotte lieten de onderzoekers zien dat een combinatie van geluid en licht effect had op bijna de hele hersenschors, waaronder de prefrontale cortex (het deel waar het diepere nadenken en redeneren plaatsvindt).

De grootste vraag was natuurlijk: verbetert de therapie ook daadwerkelijk het geheugen? Geheugenklachten zijn vaak een eerste verschijnsel van Alzheimer. Nou, het lijkt er wel op. Zieke muizen scoorden beter op geheugentests dan hun soortgenoten die geen therapie kregen; ze herkenden plekken waar ze eerder geweest waren beter.

Tsai en haar team doken ook in het achterliggende cellulaire mechanisme. Door de therapie veranderen afweercellen in de hersenen van vorm. Ze gaan meer eiwit vangen en opruimen. Daarnaast worden bloedvaten in het brein wijder, wat waarschijnlijk ook helpt bij de opruiming van eiwitklonten.

Wel bij muizen, niet bij mensen

Het ziet er zo goed uit, dat een paar maanden terug de eerste studie van start ging met twaalf patiënten met een milde vorm van Alzheimer. De helft krijgt zes maanden lang een uur per dag blootstelling aan licht en geluid, de andere helft niet. Op verschillende tijdstippen gedurende dat halfjaar worden bij iedereen de cognitieve vermogens getest, waaronder het geheugen. Met EEG (een methode om de elektrische activiteit van de hersenen te meten) zullen de onderzoekers checken hoe de hersengolven van de patiënten reageren op de stimulatie. Bloedtests moeten uitwijzen of de hoeveelheid bèta-amyloïd en tau in het bloed verandert na therapie.

In deze eerste proef gaat het ook vooral om de vraag of de therapie veilig is, of er bijwerkingen zijn en of het apparaatje dat licht en geluid uitzendt makkelijk thuis te gebruiken is. “Halverwege volgend jaar verwachten we de eerste resultaten”, aldus Tsai. Een tweede studie, waar veertig patiënten aan mee gaan doen, staat in de startblokken.