Gefocuste stimulatie met ultrasoon geluid (‘Focused ultrasound stimulation’, FUS) blijkt in een eerste humane studie veilig en effectief in het verlagen van ontstekingsmarkers, met name tumor necrosis factor (TNF), bij gezonde proefpersonen. Deze innovatieve neuromodulatie-techniek, ontwikkeld door wetenschappers van het Institute of Bioelectronic Medicine (Feinstein Institutes for Medical Research, Manhasset, VS), opent nieuwe perspectieven voor de behandeling van chronische ontstekingsziekten zoals reuma, diabetes en obesitas. De eerste resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Brain Stimulation, tonen aan dat FUS de lichaamseigen ontstekingsreflex kan beïnvloeden zonder bijwerkingen op hartritme, bloeddruk of andere biomarkers. Het onderzoek werd geleid door Kevin Tracey, MD, PhD, president en CEO van het Feinstein Institutes for Medical Research1.
Ontsteking is een natuurlijk proces dat bijdraagt aan herstel na infectie of letsel, maar chronische ontsteking speelt een sleutelrol bij aandoeningen zoals reumatoïde artritis, hart- en vaatziekten en bepaalde vormen van kanker. Traditionele behandelingen richten zich vaak op medicatie zoals ontstekingsremmers of immunosuppressiva, maar deze kunnen bijwerkingen veroorzaken. Focused ultrasound stimulation biedt een niet-invasief alternatief door neuronen te activeren via geluidsgolven, waardoor de ontstekingsreactie lokaal kan worden geremd. Dit principe, bekend als bio-elektronische geneeskunde, wordt steeds vaker toegepast bij neuromodulatie en ontstekingsziekten.
In de eerste humane FUS-studie werden 60 gezonde vrijwilligers gerekruteerd zonder aanwijzingen voor chronische ontsteking. De helft kreeg een drie minuten durende FUS-behandeling gericht op de milt, terwijl de controlegroep een schijnbehandeling onderging. Oorspronkelijk werden TNF-waarden in het bloed vergeleken, maar bij de eerste analyse bleek zelfs de controlegroep lagere TNF-waarden te hebben, waarschijnlijk door een placebo-effect of een gering effect van de beeldvorming zelf. Daarom werden extra controles ingezet, waarbij de echografieapparatuur werd uitgeschakeld. Uiteindelijk bleek dat alleen de echte FUS-behandeling significant leidde tot lagere TNF-waarden na blootstelling aan een bacteriële toxine in het laboratorium. De behandeling had geen invloed op hartritme, bloeddruk of andere gemeten biomarkers. De effecten waren tijdelijk: na 24 uur waren de TNF-waarden terug op het uitgangsniveau.
Kwantitatief gezien lieten de proefpersonen die FUS kregen een duidelijke daling zien in TNF-productie (p-waarde niet exact vermeld, maar effect was statistisch significant in vergelijking met de echte controlegroep). Opvallend was dat de locatie binnen de milt en de intensiteit van de geluidsgolven (10–200 mW/cm²) geen invloed hadden op het resultaat: zelfs de laagste intensiteit was effectief. Dit suggereert dat FUS een robuuste en veilige methode is om ontstekingsreacties te moduleren. De bevindingen onderstrepen het potentieel van FUS als behandeling voor chronische ontstekingsziekten, waarbij regelmatige toediening nodig lijkt voor een blijvend effect. De techniek kan mogelijk worden toegepast in draagbare, thuisgebruik-apparaten, wat de toegankelijkheid en patiëntvriendelijkheid vergroot.
FUS toont ook veelbelovende resultaten in diermodellen van obesitas en diabetes. In muizen die een vetrijk dieet kregen, leidde dagelijkse FUS-behandeling tot lagere ontstekingswaarden, minder voedselinname en gewichtsverlies. Bij diabetische ratten normaliseerde FUS van de porta hepatis (de zenuwrijke poort naar de lever) de bloedglucosewaarden binnen enkele dagen. Deze effecten werden niet waargenomen wanneer de zenuwbanen tussen lever en hersenen werden geblokkeerd, wat wijst op een specifieke werking via neuromodulatie. Ook bij pulmonale arteriële hypertensie in ratten verminderde FUS van de milt de longontsteking, verbeterde de hartfunctie en vertraagde de ziekteprogressie.
Hoewel de eerste resultaten veelbelovend zijn, zijn er enkele beperkingen. De studies zijn nog kleinschalig en de langetermijneffecten bij mensen zijn onbekend. Daarnaast is het mechanisme achter de neuromodulatie door FUS nog niet volledig ontrafeld. Toekomstig onderzoek zal zich richten op optimalisatie van de behandelparameters, zoals frequentie, intensiteit en duur van de geluidsgolven, en op de ontwikkeling van draagbare, gebruiksvriendelijke apparaten. Samenwerkingen met bedrijven zoals GE Healthcare en Novo Nordisk zijn in volle gang om FUS-technologie verder te ontwikkelen voor klinisch gebruik.
Referentie
Naar boven