Onderzoekers hebben met een echo-implantaat de bloed-hersenbarrière van patiënten met een hersentumor opengezet. Een uur lang konden hierdoor moleculen het brein in komen die normaalgesproken op die barrière stuiten. Deze techniek zet de deur open voor nieuwe medicijnen in de strijd tegen hersenkanker.
Wetenschappers hebben succesvol de bloed-hersenbarrière opengezet om nieuwe medicijnen te kunnen geven aan patiënten met een hersentumor. Dat gebeurde met een echo-implantaat. De behandeling van hersentumoren wordt nu nog beperkt doordat alleen moleculen met bepaalde eigenschappen door de bloed-hersenbarrière heen kunnen komen. Medicijnen die bestaan uit moleculen zonder die eigenschappen, zoals eiwitten, kunnen het brein niet in. De selectie van medicijnen die geschikt is voor hersenaandoeningen is hierdoor beperkt.
Medicijnblokkade
De bloed-hersenbarrière beschermt je brein tegen ziektes door bacteriën en giftige stoffen uit je brein te weren. De barrière bestaat uit cellen, zogenoemde astrocyten, die rondom de bloedvaten van je brein zitten. Alleen moleculen met bepaalde chemische eigenschappen, bijvoorbeeld vetminnende moleculen, komen hier doorheen zonder toestemming van een astrocyt. Hierdoor kunnen hormonen bijvoorbeeld wel vrij je brein in, en moeten moleculen zoals insuline actief door astrocyten worden binnengehaald.
Softies? Sneeuwvlokjes? Niks daarvan – Gen Z is superkrachtig, zegt deze neurowetenschapper
Niks sneeuwvlokjes. Volgens neurowetenschapper Eveline Crone zijn hedendaagse jongeren juist sterk in een extreem ingewikkelde tijd.
De moleculen van veel medicijnen kunnen niet door de barrière heen, waardoor hersentumoren lastig behandelbaar zijn. Bepaalde soorten chemotherapie en medicijnen gemaakt van eiwitten, zoals de recent geïntroduceerde antilichaamtherapie, komen het brein niet in. Artsen hebben dus een manier nodig om die barrière te omzeilen.
Echogolven
Daar biedt het echo-implantaat een oplossing voor. Hierbij krijgt de patiënt eerst microbubbels gevuld met lucht ingespoten in de bloedbaan. In het gebied van het brein dat bereikt kan worden door de echogolven van het implantaat, beginnen deze bubbels te trillen. Daarmee ‘wrikken’ de bubbels als het ware kleine openingen in de bloed-hersenbarrière, legt bloed-hersenbarrière onderzoeker Olaf van Tellingen van het AMC uit. Dat proces duurt ongeveer vier minuten. Na een uur is de barrière weer hersteld.
Zeventien patiënten met een zogenoemd glioblastoom, een dodelijke hersentumor, deden mee aan de studie. Nadat chirurgen operatief zo veel mogelijk van de tumor hadden verwijderd, plaatsten ze het echo-implantaat in een schedelopening van zes bij zes centimeter. Die opening is nodig omdat de echogolven niet door het bot heen komen.
De patiënten in de studie kregen tussen de twee en zes keer een echo-chemotherapie behandeling. De concentratie chemotherapie in hun brein was zes keer hoger in het stuk dat open was gezet door de echo, in vergelijking met de rest van het brein. Het echo-implantaat kon zo’n 53 milliliter hersenweefsel openzetten, meer dan voorgaande technieken maar nog niet volledig toereikend voor grote tumoren.
Verkennend onderzoek
Een belangrijke ontdekking tijdens deze studie is de snelheid waarmee de bloed-hersenbarrière weer dichtgaat na een echobehandeling. Dat lijkt te gebeuren 30 á 60 minuten na het activeren van het echo-implantaat. Voorgaande studies in mensen en dieren vonden eerder een tijdvak van 6 tot 24 uur. Met deze preciezere kennis kunnen artsen beter inschatten wanneer ze patiënten hun medicijnen moeten geven om ervoor te zorgen dat zo veel mogelijk medicatie in het brein komt. Ook ontdekten de artsen hoe hoog de concentratie chemotherapie kon worden voor er teveel bijwerkingen optraden.
Dit onderzoek was een zogenoemd fase-I onderzoek, om te kijken of en hoe lang de bloed-hersenbarrière open zou gaan en met welke concentratie medicatie er gewerkt moet worden. Een fase-II onderzoek loopt inmiddels. Hierin hopen de onderzoekers te ontdekken of ze met deze behandelmethode patiënten een langer leven kunnen geven. Op dit moment is een glioblastoom altijd dodelijk. In september 2022, het moment waarop de onderzoekers klaar waren met data verzamelen, waren tien van de zeventien deelnemers van het onderzoek overleden.
‘Dit is een stap in de goede richting voor de behandeling van hersentumoren,’ zegt neuroloog Pim French van het Erasmus medisch centrum, die niet bij het onderzoek betrokken was. ‘Als we de bloed-hersenbarrière kunnen omzeilen, opent dat de deur voor een hele nieuwe klasse aan medicijnen om te gebruiken tegen hersentumoren. De volgende stap is onderzoeken welke medicijnen dat moeten zijn.’
