Hersenverbindingen voorspellen het risico op dementie-ontwikkeling

Om goed te kunnen functioneren, is communicatie tussen verschillende gebieden in onze hersenen belangrijk. Hersengebieden zijn met elkaar verbonden zoals vrienden in een sociaal netwerk. Via deze verbindingen wordt informatie verwerkt door de hersenen. Als dat niet meer goed verloopt, is er mogelijk sprake van de ziekte van Alzheimer. De ziekte van Alzheimer verbreekt hersenconnecties in bepaalde hersengebieden, zoals de hippocampus, een belangrijk hersengebied voor het geheugen. De connecties in de hersenen kan je meten met behulp van een maat voor 'hersenconnectiviteit'.

Onderzoekers wisten lange tijd niet goed hoe de hersenverbindingen achteruitgaan bij een persoon die dementie ontwikkelt. Daar komt nu pas meer inzicht in, met het onderzoek van Betty Tijms. Zij volgde patiënten in de tijd om het verval van de hersenen in kaart te brengen. De resultaten zijn veelbelovend: mensen met slechtere hersenverbindingen blijken een snellere ontwikkeling van dementie te hebben. Betty Tijms ontwikkelde een algoritme dat voorspelt hoe snel de hersenen achteruitgaan bij groepen patiënten. Daarmee kunnen patiënten en hun mantelzorgers op tijd een gepast zorgplan maken.

‘De eerste tekenen van een mogelijke ontwikkeling van dementie begint met het samenklonteren van het amyloïde eiwit’, aldus Betty Tijms. ‘Het denkvermogen kan dan nog prima zijn, dus is er aan de buitenkant niets te merken. De eerste symptomen kunnen pas 20 jaar later optreden. In deze hele lange ziekteperiode, is het dus goed om al te kunnen kijken naar processen die de ziekte kunnen stoppen. Maar er zijn best wel wat obstakels. En 1 daarvan is dat mensen verschillen in hoe snel ze achteruitgaan. Sommige mensen doen er 2 jaar over om dementie te ontwikkelen, andere mensen blijven 10 jaar lang stabiel. In mijn onderzoek heb ik gekeken naar de invloed van hersenconnectiviteit hierop', aldus Betty Tijms.

‘Uit de vele hersenscans van patiënten die ik bekeek, bleek dat mensen met slechtere hersenverbindingen een sneller ziektebeloop hebben van de ziekte van Alzheimer. Mensen met een verstoord hersennetwerk hadden tot driemaal zoveel kans om dementie te ontwikkelen. Deze verstoringen gaven ook aan dat er meer aan de hand was in de hersenen. Zo werd er bij deze mensen een snellere achteruitgang in het geheugen, in executieve functies en in hun concentratievermogen gezien. In de hersenen van mensen in een voorstadium van de ziekte van Alzheimer gingen de hersenverbindingen sneller achteruit. Dat verlies van hersencapaciteit viel bovendien op een geleidelijke schaal samen met een achteruitgang van het geheugen.’

‘Om te weten in welke mate de verbindingen nog goed zijn of juist verslechteren, was er meer onderzoek nodig. Die grens, waarbij je kunt zeggen of de kans dat iemand dementie ontwikkeld groot of klein is, is bepaald in het vervolgonderzoek dat ZonMw subsidieerde: Toepassen van hersennetwerken als maat voor ziektebeloop in de klinische praktijk. Met groepen patiënten deden we dit onderzoek. Zo ontstond er een groep met ‘gezonde hersenverbindingen’, en een groep met ‘ongezonde hersenverbindingen’. Maar de individuele patiënt heeft hier pas iets aan als bekend is hoe de maat voor hersenconnectiviteit kan worden gebruikt in de praktijk. Je moet de afkapwaarde weten, ofwel: op welk moment zeg je dat er sprake is van een abnormale hersenconnectiviteitsmaat en wanneer bepaal je dat er nog geen reden is voor ongerustheid?’

‘Die afkapwaarde hebben we bepaald bij groepen patiënten van het Amsterdam Dementie Cohort. Nu deze afkapwaarde bekend is, kan een arts tegen een patiënt concreet zeggen of hij of zij, op basis van de hersenverbindingen, dementie gaat ontwikkelen binnen 2 of 3 jaar.’

‘Gaandeweg bleek dat alleen de hersenconnectiviteit toch niet genoeg was om te voorspellen of iemand dementie zou gaan ontwikkelen. Meer metingen zijn nodig bij het bepalen van de afkapwaarde in de praktijk. Zo zijn er nog 2 voorspellers waar een arts naar kan kijken: het schadelijke alzheimer- Tau eiwit en de grootte van de hippocampus, een belangrijk hersengebied voor het geheugen.

Met alleen de afkapwaarde voor hersenconnectiviteit konden we in 65% van de gevallen correct voorspellen dat mensen binnen 2 jaar dementie ontwikkelden. Als we ook naar de hippocampus keken, en ook de metingen van het Tau-eiwit meenamen, verhoogde de juistheid van de voorspelling naar 72%. Om deze ontdekkingen ook in de klinische praktijk voor de individuele patiënt beschikbaar te maken, moet het algoritme nog verbeterd worden. Vervolgonderzoek is dus nodig en daar ben ik mee gestart. Met proteomics in het hersenvocht ben ik aan het bestuderen of er andere eiwitten zijn die samenhangen met verlies van hersenverbindingen en klinische achteruitgang. Dit nieuwe project kan tot belangrijke nieuwe inzichten leiden welke biologische processen belangrijk zijn voor sterke hersenverbindingen.’

‘De volgende stap is dat neurologen ons kunnen helpen. De neurologen moeten meegeven en bepalen of ze de informatie bruikbaar vinden. Dus of ze de hersenconnectiviteitsmaat zo belangrijk vinden, dat ze hun behandelingsplan daarop gaan aanpassen. Als eruit komt dat een persoon op korte termijn dementie kan ontwikkelen, dan kan de arts bepalen dat het zinvol is om deze persoon goed in de gaten te houden en daarom vaker te gaan zien. Of, aan de andere kant, als het resultaat aangeeft dat het ziekteproces niet zo snel gaat, hoeft de patiënt minder vaak terug te komen naar de arts. Kortom, bij het checken van de hersenverbindingen is de inzet van zorgverleners hard nodig. Dan kan er een behandelplan op maat komen, om mensen met dementie een betere kwaliteit van leven te geven.’

Tekst: Ilse Bos
Beeld: Marieke de Lorijn
Eindredactie: ZonMw