Background
Wereldwijd zijn er 55 miljoen mensen met dementie, een hersenaandoening die kan worden veroorzaakt door verschillende ziekten en tot op heden ongeneeslijk is. Vaak beginnen de veroorzakende ziekteprocessen al decennia voordat de eerste symptomen van dementie zich openbaren. Het CHIME-consortium wil in deze vroege ziekteprocessen aanknopingspunten vinden voor tijdige diagnoses en behandelingen. Hiertoe ontwikkelen de onderzoekers op MRI gebaseerde technologieën die drie belangrijke, samenhangende processen in beeld brengen: veranderingen in doorbloeding, stofwisselingsprocessen, en afvoer van afvalstoffen. Zo willen zij biomarkers vinden die zowel de ontwikkeling van nieuwe medicijnen als de diagnose, prognose en monitoring van dementiepatiënten verbeteren.
Cerebral Hemodynamics uitklapper, klik om te openen
In vergelijking met FDG-PET is MRI goedkoper, patiëntvriendelijker en biedt het, naast perfusie, de mogelijkheid om aanvullende markers van hemodynamica te beoordelen die cruciale aspecten van de neurovasculaire functie weerspiegelen. Dit omvat microvasculaire reactiviteit, microvasculaire pulsatiliteit en niet-contrasterende BBB-integriteit. Microvasculaire reactiviteit als reactie op een neuronale of CO₂-stimulus geeft inzicht in de vasculaire gezondheid en het vermogen om fysiologische uitdagingen aan te gaan. Microvasculaire pulsatiliteit is niet alleen relevant vanwege de potentiële bijdrage aan cerebrovasculaire schade, maar wordt ook beschouwd als een belangrijke drijvende kracht achter de klaring van de hersenen. Daarnaast wordt aangenomen dat een verminderde BBB-integriteit al in een vroeg stadium van de neurodegeneratieve ziekteketen optreedt, wat kan leiden tot ontsteking van de neuropil.
Doel: Het ontwikkelen, optimaliseren en valideren van MRI-methoden voor het kwantitatief in kaart brengen van meerdere hemodynamische markers.
Metabolism uitklapper, klik om te openen
Stofwisseling (metabolisme) is een essentieel proces in de hersenen dat verstoord raakt bij dementie. "Stofwisseling" omvat allerlei processen, zoals de verwerking van onze primaire brandstof glucose, de productie van energie (ATP), zuurstoftoevoer en de regulatie van ontstekingen. Al deze processen zijn cruciaal om de hersenen van voldoende energie te voorzien voor een optimale functie.
Om de stofwisseling in de hersenen te meten, worden PET-scans vaak gebruikt. Hoewel deze techniek veelbelovend is, zijn PET-scans ook invasief. MRI-technieken, zoals 1H MR spectroscopie (MRS), kan allerlei tussenproducten van het metabolisme meten, maar zegt alleen iets over statische hoeveelheden en gemiddelde waardes in een relatief groot volume in de hersenen.
Bij de ziekte van Alzheimer gaat het echter niet alleen om deze statische waardes, maar juist om dynamische aspecten zoals bijvoorbeeld mitochondriale disfunctie en problemen met de energieproductie in bepaalde hersencellen. Daarom is het belangrijk om nieuwe, niet-invasieve én klinische vertaalbare MRI-methoden te ontwikkelen die deze processen gedetailleerd en in real-time kunnen vastleggen.
Doel: Het ontwikkelen, optimaliseren en valideren van geavanceerde MR-gebaseerde methoden die kwantitatieve kaarten opleveren van dynamische metabole processen in de hersenen
Clearance uitklapper, klik om te openen
Traditioneel wordt gedacht dat de hersenen geen lymfatisch systeem hebben, dat in andere organen van het lichaam verantwoordelijk is voor het opruimen van afvalstoffen. Rond 2010 werd echter gepostuleerd dat cerebrospinale vloeistof (CSF) en interstitiële vloeistof (ISF) een centrale rol spelen bij het afvoeren van afvalstoffen uit de hersenen en dat dus de klaring van de hersenen wel via een systeem gebeurt dat lijkt op het lymfatisch systeem in de rest van het lichaam. Eigenlijk meten we zeggen dat deze gedachte opnieuw gepostuleerd werd want al sinds de 18e eeuw zijn deze noties aanwezig in de wetenschappelijke wereld, maar die werden tot dusver grotendeels verwaarloosd. Gestoorde afvalklaring wordt verondersteld een belangrijke component te zijn van neurodegeneratieve ziekten, vooral vanwege de kenmerkende afzettingen van afvalproducten, zoals amyloïde bèta in de vaatwand (cerebrale amyloïde angiopathie) en in het hersenweefsel (ziekte van Alzheimer). Tot nu toe is onze belangrijkste kennis over CSF-gemedieerde klaring in de hersenen voornamelijk afkomstig van studies in knaagdieren. Bij mensen is het een uitdaging om de doelgerichtheid van nieuwe behandelingsmethoden aan te tonen die gericht zijn op het verbeteren van de klaring. Daarom is er dringend behoefte aan manieren om in mensen CSF-gemedieerde afvalklaring te meten. Deze metingen moeten bij voorkeur niet-invasief zijn (zodat deze herhaaldelijk toegepast kunnen worden tijdens een klinische studie), nauwkeurig, precies en binnen een redelijke scantijd.”
Doel: Het ontwikkelen en valideren van biomarkers voor hersenklaring bij mensen.