ALS Electrode

In dit onderzoek zullen we de beschadigingspatronen van ALS-, PLS- en PMA-patiënten identificeren om in trials snel en direct de werking van medicijnen op een individueel niveau te kunnen aantonen.

De noodzaak van nieuwe biomarkers

Voor medicijnstudies hebben we biomarkers nodig: meetbare indicatoren van biologische veranderingen die gebruikt kunnen worden om de invloed van een bepaald medicijn op het ziekteverloop aan kunnen tonen. Dat huidige biomarkers geen rekening houden met de grote variatie tussen ALS-patiënten is waarschijnlijk de belangrijkste reden dat veel medicijnstudies negatief uitgevallen zijn. Het is daarom belangrijk dat toekomstige studies worden uitgevoerd met biomarkers die individueel toepasbaar zijn en kunnen omgaan met de diversiteit tussen patiënten.

EEG maten als nieuwe biomarkers

Eerdere studies hebben laten zien dat ALS niet alleen een ziekte is die motorische neuronen – de hersencellen die de spieren aansturen – aantast, maar ook cellen in andere delen van het hersennetwerk. Het is daarom belangrijk om in toekomstige studies het hele hersennetwerk van ALS-patiënten te analyseren. Dit hersennetwerk kunnen we reconstrueren op basis van metingen van hersencelactiviteit, die zich onder andere in ‘neuro-elektrische signalen’ uit. Deze signalen kunnen we bekijken door middel van de EEG, de elektro-encefalografie techniek. Met EEG zijn we, beter dan met de huidig gebruikte maten, in staat om de beschadiging van het gehele hersennetwerk in kaart te brengen. Tot nu toe is de EEG-techniek nog nauwelijks gebruikt in het ALS-onderzoek. In deze studie willen wij het resultaat van een EEG – een wirwar aan ‘hersengolven’ (Figuur 1) – ontrafelen en daarmee specifieke patronen van hersennetwerkbeschadiging bij ALS identificeren. Op deze objectieve manier kan voor elke patiënt individueel zijn ziekteverloop inzichtelijk gemaakt worden. Dit kan door de samenwerking met onze trialsexperts binnen het UMC Utrecht direct als biomarker in trials toegepast worden om zo de werking van medicijnen in de toekomst per patiënt te kunnen beoordelen.

Samenspel tussen hersenen en spieren

Om netwerkbeschadiging in de hersenen te karakteriseren gebruiken we niet alleen EEG-metingen, maar ook EMG-metingen (i.e. spieractiviteit metingen), die beide uitgevoerd worden terwijl de patiënt drie verschillende soorten taken uitvoert (rust, cognitieve- en bewegingstaken). Het samenspel tussen hersenen en spieren is tot nu toe nog niet onderzocht bij ALS-patiënten, maar staat centraal bij het ontwikkelen van therapieën voor ‘personalised medicine’. De combinatie van EEG- en EMG-metingen biedt hiervoor een unieke mogelijkheid. Voor het gebruiken van de nieuwste methodes op het gebied van EEG-onderzoek gaan we nauw samenwerken met onze collega’s van het Trinity College Dublin, die al ervaring hebben met eerste EEG-analyses van ALS-patiënten.

Relatie met MRI-onderzoek

Door ons MRI-onderzoek bij ALS-patiënten in het UMC Utrecht hebben we jarenlange ervaring opgedaan met de analyse van hersennetwerken. Hierdoor hebben we gezien dat verbindingen in het gehele hersennetwerk door ALS beschadigd raken en de hersencelactiviteit aangedaan is. We beschikken dankzij deze MRI-projecten over de grootste dataset van structurele en functionele MRI’s van ALS-patiënten ter wereld. Van meer dan 1000 gescande patiënten hebben we een database met klinische, genetische en levensstijl data opgebouwd, waardoor we de unieke mogelijkheid hebben om klinische en gedragssubgroepen te analyseren. Dit kunnen we gebruiken voor het vergelijken van EEG-resultaten. In tegenstelling tot MRI kunnen we EEG ook in een later ziektestadium toepassen, omdat EEG zittend kan worden ondergaan. Samen met MRI-onderzoek kunnen we zo de beschadiging van de hersenen per individu gedurende het hele ziekteverloop volgen. Daarnaast meet EEG op een kortere tijdschaal dan MRI (per milliseconde in plaats van seconde), wat ons de mogelijkheid geeft om reacties bij uitgevoerde taken onmiddellijk te meten. Deze reacties op taken kunnen soms duidelijker het effect van medicijnen op de functie van onze hersenen aantonen dan metingen tijdens de rustfase.

Stand van zaken per 30 juni 2019

We hebben sinds de start in mei nauw samengewerkt met onze collega’s van het Trinity College in Dublin om de beste apparatuur uit te kiezen voor onze meetopstelling, zodat we beschikken over de laatste technieken en nieuwste ontwikkelingen in het veld van EEG- en EMG-metingen. Om de apparatuur helemaal veilig te maken voor de deelnemers van onze studie, werken we ook samen met de afdeling medische technologie in het UMC Utrecht. Zij geven ons advies en testen de hele opstelling op elektrische veiligheid. Inmiddels is alle benodigde apparatuur voor de metingen besteld en de eerste pakketten zijn al aangekomen. Om de metingen straks te kunnen uitvoeren, hebben we de beschikking over een ruimte op de polikliniek van het ALS Centrum.

Ethische goedkeuring

Om ervoor te zorgen dat we patiënten en controles niet onnodig belasten, moet de studieopzet goedgekeurd worden door de Medisch Ethische Toetsingscommissie (METC). Voor de aanvraag bij de METC hebben we het protocol voor de studie geconcretiseerd. Hierin zijn details vastgelegd over het hele proces van werving tot het einde van deelname voor de patiënten en controles. Ook hebben we de patiënten (potentiële deelnemers) een informatiebrief over deelname gegeven en hebben we in een datamanagementplan vastgelegd hoe de verzamelde data op een veilige manier wordt opgeslagen. De aanvraag bij de METC is op 8 juli 2019 ingediend. De verwachting is dat we uiterlijk op 12 augustus 2019 van de commissie een terugkoppeling ontvangen en spoedig daarna kunnen starten. Tot slot komt Stefan Dukic (PhD student) ons onderzoeksteam per 1 augustus 2019 versterken. Hij heeft in Dublin al twee jaar ervaring opgedaan met EEG opnames bij ALS patiënten en gaat in het UMC Utrecht de metingen binnen dit onderzoek uitvoeren.

Looptijd
Mei 2019 - mei 2022 (3 jaar)
Begroting
€ 431.500,-