Wetenschappers ‘wissen’ Alzheimer’s plaque van muizen met alleen licht en geluid

MIKE MCRAE15 MAART 2019

Groepjes schadelijke eiwitten die de hersenfuncties verstoren, zijn bij muizen gedeeltelijk gewist met alleen licht en geluid.

Onderzoek geleid door MIT heeft stroboscooplichten gevonden en een lage toon kan worden gebruikt om hersengolven te reproduceren die verloren zijn gegaan in de ziekte, die op hun beurt plaque verwijderen en de cognitieve functie verbeteren bij muizen die zijn ontworpen om Alzheimer-achtig gedrag te vertonen.

Het is een beetje zoals het gebruik van licht en geluid om hun eigen hersengolven te activeren om de ziekte te bestrijden.

Deze techniek is nog niet klinisch getest bij mensen, dus het is te vroeg om opgewonden te raken – het is bekend dat hersengolven bij mensen en muizen anders werken.

Maar, indien gerepliceerd, wijzen deze vroege resultaten op een mogelijke goedkope en medicijnvrije manier om de veel voorkomende vorm van dementie te behandelen.

Dus hoe werkt het?

Voortbordurend op een eerdere studie die 40 keer per seconde knipperend licht in de ogen van gemanipuleerde muizen liet zien, behandelden onderzoekers hun versie van de ziekte van Alzheimer, onderzoekers voegden geluid met een vergelijkbare frequentie toe en ontdekten dat het hun resultaten dramatisch verbeterde.

“Wanneer we visuele en auditieve stimulatie gedurende een week combineren, zien we de betrokkenheid van de prefrontale cortex en een zeer dramatische vermindering van amyloïde,” zegt Li-Huei Tsai, een van de onderzoekers van het Picower Institute for Learning and Memory van MIT.

Het is niet de eerste studie om de rol te onderzoeken die geluid kan spelen bij het opruimen van de hersenen van klitten en klontjes tau- en amyloïde-eiwitten die ten minste gedeeltelijk verantwoordelijk zijn voor de ziekte.

Eerdere studies toonden uitbarstingen van echografie waardoor bloedvaten lek genoeg werden om krachtige behandelingen in de hersenen te laten glijden, terwijl ook de afvalverwijderingsexperts van het zenuwstelsel, microglia, werden aangemoedigd om het tempo op te voeren.

Enkele jaren geleden ontdekte Tsai dat flikkerend licht met een frequentie van ongeveer 40 flitsen per seconde vergelijkbare voordelen had bij muizen die waren ontworpen om amyloïde in de zenuwcellen van hun hersenen op te bouwen.

“Het resultaat was zo verbijsterend en zo robuust dat het een tijdje duurde voordat het idee doordrong, maar we wisten dat we een manier moesten vinden om hetzelfde uit te proberen bij mensen,” vertelde Tsai aan Helen Thomson van  Nature  bij de tijd.

Het enige probleem was dat dit effect beperkt bleef tot visuele delen van de hersenen, waarbij belangrijke gebieden werden gemist die bijdragen aan de vorming en het ophalen van geheugen.

Hoewel de praktische toepassingen van de methode een beetje beperkt leken, wezen de resultaten erop dat oscillaties de hersenen konden helpen herstellen van de greep van de ziekte van Alzheimer.

Terwijl de neuronen van onze hersenen signalen uitzenden, genereren ze ook elektromagnetische golven die helpen om afgelegen gebieden synchroon te houden – zogenaamde ‘hersengolven’.

Een dergelijke reeks oscillaties wordt gedefinieerd als gamma-frequenties, die met ongeveer 30 tot 90 golven per seconde over de hersenen kabbelen. Deze hersengolven zijn het meest actief wanneer we goed opletten en onze herinneringen doorzoeken om te begrijpen wat er aan de hand is.

De vorige studie van Tsai had gesuggereerd dat deze gammagolven worden belemmerd bij personen met de ziekte van Alzheimer, en mogelijk een centrale rol spelen in de pathologie zelf.

Licht was slechts een manier om de hersendelen te misleiden tot neuriën in de sleutel van gamma. Geluiden kunnen dit ook op andere gebieden beheren.

In plaats van de hoge schreeuw van echografie, gebruikte Tsui een veel lager dreunend geluid van slechts 40 Hertz, een geluid dat net net hoog genoeg was voor mensen om te horen.

Blootstelling van hun muisonderwerpen aan slechts één uur van deze monotone buzz gedurende een week leidde tot een aanzienlijke daling van de hoeveelheid amyloïd die zich ophoopt in de gehoorregio’s, terwijl ook die microgliale cellen en bloedvaten werden gestimuleerd.

“Wat we hier hebben aangetoond, is dat we een totaal andere sensorische modaliteit kunnen gebruiken om gamma-oscillaties in de hersenen te veroorzaken”, zegt Tsai.

Als een toegevoegde bonus hielp het ook bij het opruimen van de nabijgelegen hippocampus – een belangrijk gedeelte dat verband houdt met geheugen.

De effecten waren niet alleen zichtbaar in de hersenchemie van de proefpersonen. Functioneel presteerden muizen die aan de behandeling werden blootgesteld beter in een reeks cognitieve taken.

Het toevoegen van de lichttherapie uit de vorige studie zag een nog dramatischer effect, waardoor plaques in een aantal gebieden in de hersenen worden gewist, waaronder in de prefrontale cortex. Die vuilnismicroglia gingen ook naar de stad.

“Deze microglia stapelen zich gewoon op elkaar rond de plaques,” zegt Tsai.

Het ontdekken van nieuwe mechanismen in de manier waarop zenuwstelsels afvalstoffen opruimen en activiteit synchroniseren, is een enorme stap voorwaarts in de ontwikkeling van behandelingen voor allerlei neurologische aandoeningen.

Het vertalen van ontdekkingen zoals deze naar menselijke hersenen zal meer werk vergen, vooral wanneer er potentiële contrasten zijn in hoe gammagolven verschijnen in muizen en menselijke Alzheimer-hersenen.

Tot nu toe is uit vroeg testen op veiligheid gebleken dat het proces geen duidelijke bijwerkingen lijkt te hebben.

Advertisement

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *