HDBuzz-Preisträger 2012: Tiefe Hirnstimulation bei HD

Tiefe Hirnstimulation – ein Verfahren, bei dem winzige Elektroden, die elektrische Impulse abgeben, in das Gehirn implantiert werden – klingt wie etwas aus einem gruseligen Science-Fiction-Film. Diese Sci-Fi-ähnliche Behandlung könnte sich jedoch als nützlich erweisen, um die Symptome unkontrollierbarer Bewegungen, bekannt als Chorea, bei Patienten mit HD zu reduzieren.

Dieser Artikel von Melissa Christianson von der Duke University ist der Gewinner des HDBuzz-Preises 2012 für junge Wissenschaftsautoren. Herzlichen Glückwunsch an Melissa, die 500 £ gewinnt und unserem Team von festangestellten Autoren beigetreten ist.

Chorea: ein Hauptsymptom der Huntington-Krankheit

Einer der auffälligsten Aspekte der Huntington-Krankheit (HD) ist die fortschreitende Entwicklung unkontrollierbarer Muskelbewegungen, die als Chorea bekannt sind. Obwohl Chorea wörtlich übersetzt ‚tanzen‘ bedeutet, täuscht seine unbeschwerte Definition über seine wahren Auswirkungen auf Menschen mit HD hinweg. Chorea kann das tägliche Leben beeinträchtigen und in einigen Fällen die Gesundheit und Unabhängigkeit gefährden.

Wissenschaftler glauben, dass Chorea durch das Absterben von Gehirnzellen in einem bestimmten Teil des Gehirns, dem sogenannten Striatum, verursacht wird. Normalerweise wirken die Zellen im Striatum wie der Dirigent einer Symphonie: Sie gleichen sorgfältig die Aktivitätsniveaus aus jedem der Gehirnbereiche (insbesondere derjenigen, die an der Bewegung beteiligt sind) aus, um ein klares, koordiniertes Ergebnis zu erzielen. Wenn jedoch Zellen aus dem Striatum bei HD absterben, verliert die Symphonie des Gehirns ihren Dirigenten. So wie die Musik eines Orchesters ohne Dirigenten dissonant wird, so verliert auch die Aktivität im Gehirn ihre Harmonie ohne den sorgfältigen Ausgleich des Striatums. Infolgedessen entwickeln die im Rest des Gehirns verbliebenen Zellen neue, unausgewogene Aktivitätsmuster, die die unkontrollierbaren Bewegungen der Chorea hervorrufen.

Forscher untersuchen jedoch jetzt ein spezielles Verfahren, die sogenannte tiefe Hirnstimulation oder ‚DBS‘, das möglicherweise in der Lage ist, diese unausgewogenen Muster zu unterbrechen und Chorea bei HD zu reduzieren.

Tiefe Hirnstimulation: ein Reset-Knopf für das HD-Gehirn?

Tiefe Hirnstimulation klingt wirklich wie etwas aus einem Science-Fiction-Film. Bei der DBS implantieren Ärzte winzige Elektroden in bestimmte Teile des Gehirns (z. B. solche, die die Bewegung steuern), so dass diese Elektroden winzige elektrische Impulse in die umliegenden Hirnregionen aussenden können. Auch wenn Elektrizität die Sprache ist, die Gehirnzellen zur Kommunikation verwenden, versuchen diese Elektroden jedoch nicht, sich höflich mit den Gehirnzellen in ihrer Nähe zu unterhalten. Vielmehr tun sie das Äquivalent dazu, die nahegelegenen Gehirnzellen anzuschreien, sie sollen den Mund halten!

Wissenschaftlich gesehen ist die Idee, dass die von den Elektroden ausgehende Elektrizität die Signale von allen Gehirnzellen in ihrer Nähe zum Schweigen bringt. Dieses Schweigen könnte in HD-Hirnbereichen äußerst nützlich sein, die ihren ‚Dirigenten‘ im Striatum verloren haben und daher die unausgewogenen Aktivitätsmuster aussenden, die Chorea verursachen. In gewisser Weise würden die Elektroden wie der Reset-Knopf in einer Bowlingbahn wirken, der es den Ärzten ermöglicht, jedes chaotische Gehirnaktivitätsmuster zu unterbrechen, das die Gehirnzellen aufgebaut haben, und so die Bewegungen der Chorea zu stoppen.

Tiefe Hirnstimulation im Kampf gegen HD

Wissenschaftler aus der ganzen Welt beginnen nun zu untersuchen, wie die tiefe Hirnstimulation zur Behandlung von Menschen mit der Huntington-Krankheit eingesetzt werden kann. Aufbauend auf früheren Arbeiten mit Parkinson-Patienten, die erfolgreich mit DBS behandelt wurden, haben diese Wissenschaftler begonnen zu testen, ob die tiefe Hirnstimulation Dinge wie Chorea, motorische Koordination, Unabhängigkeit und funktionelle Kapazität bei Menschen mit HD verbessert.

Obwohl diese Forschung größtenteils in kleinen Schritten vorangekommen ist, sind die Ergebnisse der letzten zehn Jahre im Allgemeinen vielversprechend. In jeder der bisher veröffentlichten sechs Fallstudien verbesserte sich die Chorea bei Personen mit HD nach der DBS-Behandlung. Viele dieser Studien stellten auch fest, dass sich HD-Patienten in Bezug auf motorische Koordination, Unabhängigkeit und funktionelle Kapazität nach der DBS-Behandlung ebenfalls verbesserten. Schließlich entwickelten die Patienten in diesen Studien nur wenige negative Nebenwirkungen aufgrund der tiefen Hirnstimulation, und alle Nebenwirkungen konnten im Allgemeinen durch Veränderungen der spezifischen Details des tiefen Hirnstimulationsverfahrens beseitigt werden.

Der Teufel steckt im Detail

Aus diesen vielversprechenden Ergebnissen geht jedoch auch hervor, dass die Forscher noch viel Arbeit vor sich haben, bevor sie mit Sicherheit beschreiben können, wie die tiefe Hirnstimulation bei Menschen mit HD optimal durchgeführt werden kann. Sie müssen beispielsweise genau herausfinden, wo die Elektroden platziert werden müssen, damit sie die unbeabsichtigten, choreatischen Bewegungen, aber nicht die beabsichtigten, normalen Bewegungen von HD-Patienten am besten unterbrechen. Die Stärke der von den Elektroden ausgehenden elektrischen Signale ist ebenfalls wichtig: Zu niedrige Signale haben keine Auswirkungen auf die Chorea, während zu hohe Signale gefährliche Folgen wie Schäden an nahegelegenen Gehirnzellen oder Krampfanfälle verursachen könnten. Es überrascht nicht (da jeder Mensch auf dem Planeten ein einzigartiges Gehirn hat), dass diese beiden Parameter zwischen den Individuen zu variieren scheinen. Daher ist die Forschung noch weit davon entfernt, dass die tiefe Hirnstimulation zu einer praktikablen und konsistenten Behandlungsoption in der Klinik wird.

Darüber hinaus müssen die Ergebnisse dieser frühen, vielversprechenden Studien aus verschiedenen methodischen Gründen sehr sorgfältig interpretiert werden. Erstens haben Wissenschaftler die tiefe Hirnstimulation nur an einer sehr kleinen Anzahl von Personen mit HD untersucht. Allgemeine Schlussfolgerungen auf der Grundlage einer so kleinen Anzahl von Personen zu ziehen, ist gefährlich. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, was passieren würde, wenn Sie die nächsten sechs Personen, die Sie treffen, nach ihrer Körpergröße befragen und den Durchschnitt berechnen würden. Wäre diese Zahl wirklich ein Hinweis auf die durchschnittliche Körpergröße eines Menschen? Sicherlich nicht, wenn Sie Ihre Umfrage auf einem Basketballplatz durchführen würden! Ob die oben beschriebenen positiven Effekte real sind und allgemein für die HD-Population gelten, muss also noch ermittelt werden.

Zweitens haben die meisten der bisher berichteten Studien DBS-behandelte HD-Patienten nur für kurze Zeit nach der Behandlung (von Monaten bis zu mehreren Jahren) verfolgt. Es gibt viele Beispiele für Forschungsbehandlungen, die anfangs großartig sind und später unwirksam oder sogar schädlich werden. Denken Sie nur daran, wie viel besser Sie sich durch Schokolade fühlen, wenn Sie traurig sind … und wie schrecklich Sie sich fühlen, nachdem Sie eine ganze Tüte M&Ms verschlungen haben. Selbst wenn DBS die Chorea zunächst verbessert, ist es also nicht klar, ob sie bei Patienten, die über längere Zeiträume behandelt werden, weiterhin wirksam sein wird.

Eine weitere Schwierigkeit ist die Praktikabilität. DBS beinhaltet eine heikle, gezielte Gehirnoperation, die bestenfalls schon notorisch schwierig ist. Aber wenn es darum geht, Gehirnbereiche zu operieren, die aufgrund des Absterbens von Neuronen allmählich an Größe verloren haben, ist das Risiko von Komplikationen oder des Verfehlens des Ziels noch höher. Das bedeutet, dass DBS niemals zu einer ‚Routine‘-Behandlung für HD-Patienten werden würde.

Schließlich ist ein besonderes Problem bei Fallstudien, dass oft nur diejenigen Fallstudien veröffentlicht werden, die erfolgreich sind – mit anderen Worten, Studien, in denen sich die Patienten verbessern. Dies ist kein neuer Trend in der wissenschaftlichen Veröffentlichung. Thomas Edison beispielsweise veröffentlichte nicht die ersten 1.000 Möglichkeiten, wie man die Glühbirne nicht erfindet, sondern nur den letzten erfolgreichen Versuch. Die oben diskutierten, allgemein positiven Ergebnisse sind also möglicherweise keine vollständige Beschreibung der Forschung zu DBS, die tatsächlich durchgeführt wurde.

Das Fazit

Was bedeutet die tiefe Hirnstimulation angesichts all dieser Vorbehalte wirklich für den Kampf gegen die Huntington-Krankheit? Erstens ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass DBS HD niemals heilen wird, da sie das Absterben von Gehirnzellen nicht verhindert. Selbst wenn die tiefe Hirnstimulation die Chorea reduziert, wird HD immer noch eine sehr reale, sehr unheilbare Krankheit sein.

Die tiefe Hirnstimulation hat jedoch möglicherweise Potenzial als Behandlung für die Symptome der Huntington-Krankheit, insbesondere für Chorea. Der Einsatz von DBS zur Reduzierung oder Verhinderung der unkontrollierbaren Bewegungen, die mit HD verbunden sind, wäre nicht nur eine palliative Maßnahme, sondern könnte stattdessen die funktionelle Lebenserwartung betroffener HD-Personen verlängern, indem sie ihnen hilft, ihre Gesundheit und Unabhängigkeit nach dem Ausbruch der Krankheit zu erhalten.

Mit diesem Ziel vor Augen werden Wissenschaftler weiterhin untersuchen, wie die tiefe Hirnstimulation am besten als potenzielle Behandlung für die Huntington-Krankheit eingesetzt werden kann.

Mehr erfahren

• Übersichtsartikel aus dem Jahr 2012 in der Fachzeitschrift Movement Disorders, der den Einsatz von DBS zur Behandlung von Chorea zusammenfasst (Open Access)