Mapping ALS: Way towards improved early network dysfunction trajectories using EEG

De vroege en relatief onbekende afwijkingen bij ALS

Voordat de eerste symptomen zich presenteren bij mensen met ALS, blijkt er al een lang ziekteproces aan vooraf te gaan. Dit is onder andere bekend uit recente onderzoeken op het gebied van neuro-imaging. Deze studies laten zien dat tegen de tijd dat mensen met ALS doorgaans de diagnose krijgen, er al aanzienlijke schade in de hersenen is. Dit verklaart mogelijk de beperkte werkzaamheid van de behandelingen voor ALS.

Bovendien suggereert het dat behandeling in een eerder stadium met name gunstig kan zijn voor mensen met een specifieke genetische mutatie en die een hoog risico hebben op het ontwikkelen van ALS. Een van de recente ontwikkelingen is de opkomst van behandelingen gericht op mensen met een specifieke genetische mutatie. Dit zorgt voor een verschuiving in opzet en uitvoer van medicijnstudies, meer gericht op genetisch-specifieke interventies. Echter, het is nog onduidelijk hoe genetische mutaties zich vertalen naar de waargenomen veranderingen in de hersenen.

Detectie van vroege afwijkingen in de hersenen met behulp van EEG

De elektrische activiteit van hersenen kan worden gemeten met EEG (elektro-encefalografie). Het is een goedkope technologie die gemakkelijk meetbare, objectieve uitkomstmaten van ALS kan opleveren. Dit, samen met de lage belasting voor mensen met ALS, maakt EEG uitermate geschikt voor toepassing bij medicijnstudies.

Om het uiteindelijke doel, het vinden van betere behandelingen voor ALS, te bereiken richten het project zich op het verkrijgen van grondige EEG-profielen gedurende het ziektebeloop bij mensen met ALS en hun familieleden. Hierbij worden geavanceerde machine-learning technieken gebruikt om mensen met ALS in subgroepen in te delen, (vroege) veranderingen in de hersenactiviteit te onderscheiden, en de relatie tussen ALS-risicogenen en veranderende hersenactiviteit te bestuderen. Dit is onder andere van groot belang om in de toekomst beter de behandeleffecten van medicijnen te bepalen.

Een veelzijdige en geïntegreerde aanpak

Er wordt gebruik gemaakt van EEG-metingen afkomstig van mensen met ALS, hun (gezonde) familieleden en controles, waarvan ook andere beeldvormende (MRI en DTI) gegevens beschikbaar zijn. In dit project worden deze groepen uitgebreid en gevolgd over de tijd (tot 3 jaar). Het verder uitbreiden van onze EEG-gegevens maakt het mogelijk om nauwkeuriger subtiele en vroege veranderingen te detecteren die mogelijk alleen bij een kleine groep patiënten aanwezig is, en om hersenafwijkingen over een langere tijdsperiode te volgen.

Dit project heeft de volgende doelen:

• De analyses van de beschikbare EEG-gegevens optimaliseren: Beoogd wordt om met innovatieve algoritmes de gevoeligheid voor het detecteren van subtiele veranderingen te vergroten.
• Het identificeren van de link tussen EEG-profielen en genetische mutaties in ALS: Hiervoor gaan verbanden worden onderzocht tussen veranderingen in de hersenactiviteit en bekende ALS risicogenen. Hiermee kan worden bepaald wat het effect van deze risicogenen is op hersen(dys)functie.
• Het karakteriseren van beschadigde hersennetwerkenin ALS met EEG: Hierbij gaat de gevoeligheid van verschillende hersennetwerken in mensen met ALS en asymptomatische familieleden worden gemeten. Dit helpt bij het ontwikkelen van EEG-uitkomstmaten in het vroege stadium van ALS.
• Het ontrafelen van de heterogeniteit in het vroege stadium en beloop van ALS: Door EEG-gegevens van patiënten en familieleden te gebruiken worden de ziektetrajecten in verschillende subgroepen van patiënten in kaart gebracht. Dit helpt om de verschillende subgroepen in ALS beter te begrijpen, wat weer van belang is voor toekomstige medicijnstudies.

Voortbouwen op de bestaande infrastructuur en expertise binnen het ALS centrum

Bovenstaande stappen dragen sterk bij aan onze kennis over wat er precies in het vroege stadium van ALS gebeurt. Binnen het ALS Centrum hebben we de unieke kans om dit project uit te voeren, aangezien de benodigde infrastructuur, faciliteiten en expertise aanwezig zijn. We hebben met succes het EEG-onderzoek in het ALS Centrum opgezet, verwerkt in andere onderzoeken en onze internationale samenwerkingen versterkt.

We hebben vooruitstrevend werk verricht met het detecteren van subtiele EEG-veranderingen bij asymptomatische C9orf72-dragers. Via deze weg hebben we als ultieme doel om uiteindelijk meer gepersonaliseerde en effectievere behandelingen te ontwikkelen voor mensen met ALS.

Aanvrager project: ALS Centrum Nederland