De ziekte van Alzheimer, een progressieve neurodegeneratieve aandoening, uit zich in symptomen zoals geheugenverlies, afasie, agnosie en een verminderd functioneren van de uitvoerende functies. Traditioneel vertrouwden patiënten op medicijnen om de symptomen te verlichten. Vanwege de beperkingen en mogelijke bijwerkingen van deze medicijnen hebben onderzoekers zich echter gericht op niet-invasieve fototherapie, waarmee ze de afgelopen jaren belangrijke doorbraken hebben bereikt.
Onlangs ontdekte een team onder leiding van professor Zhou Feifan van de faculteit Biomedische Technologie van de Universiteit van Hainan dat contactloze transcraniële fototherapie pathologische symptomen kan verlichten en cognitieve vaardigheden kan verbeteren bij oudere muizen en muizen met de ziekte van Alzheimer. Deze baanbrekende ontdekking, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, biedt een veelbelovende strategie voor de behandeling van neurodegeneratieve ziekten.
Inzicht in de pathologie van de ziekte van Alzheimer
De precieze oorzaak van de ziekte van Alzheimer is nog onduidelijk, maar de aandoening wordt gekenmerkt door abnormale ophoping van bèta-amyloïde-eiwitten en neurofibrillaire kluwen, wat leidt tot neuronale disfunctie en cognitieve achteruitgang. De hersenen, als het meest metabolisch actieve orgaan van het lichaam, produceren aanzienlijke hoeveelheden metabolisch afval tijdens neurale activiteit. Overmatige ophoping van dit afval kan neuronen beschadigen, waardoor een efficiënte afvoer via het lymfestelsel noodzakelijk is.
De lymfevaten in de hersenvliezen, die essentieel zijn voor de drainage van het centrale zenuwstelsel, spelen een belangrijke rol bij het verwijderen van giftige bèta-amyloïde-eiwitten en metabolische afvalstoffen, en bij het reguleren van de immuunactiviteit. Daardoor zijn ze een geschikt aangrijpingspunt voor behandeling.
De impact van fototherapie op de ziekte van Alzheimer
Het team van professor Zhou gebruikte een nabij-infraroodlaser van 808 nm voor vier weken contactloze transcraniële fototherapie bij oude muizen en muizen met de ziekte van Alzheimer. Deze behandeling verbeterde de functie van de lymfatische endotheelcellen in de hersenvliezen aanzienlijk, bevorderde de lymfedrainage en leidde uiteindelijk tot verlichting van pathologische symptomen en verbeterde de cognitieve functies bij de muizen.
Bevordering van neuronale functie door middel van fototherapie
Fototherapie kan de neuronale functie verbeteren via verschillende mechanismen. Zo speelt het immuunsysteem een cruciale rol in de pathologie van Alzheimer. Recente studies tonen aan dat bestraling met een groene laser van 532 nm de functie van immuuncellen kan stimuleren, waardoor intrinsieke mechanismen in diepe centrale neuronen worden geactiveerd, vasculaire dementie kan verbeteren en de bloedstroomdynamiek en klinische symptomen bij Alzheimerpatiënten kunnen verbeteren. Initiële vasculaire bestraling met een groene laser heeft significante verbeteringen laten zien in bloedviscositeit, plasmaviscositeit, aggregatie van rode bloedcellen en neuropsychologische tests.
Therapie met rood en infrarood licht (fotobiomodulatie), toegepast op perifere lichaamsdelen (rug en benen), kan de intrinsieke beschermingsmechanismen van immuuncellen of stamcellen activeren, wat bijdraagt aan de overleving van neuronen en gunstige genexpressie.
Oxidatieve schade is ook een cruciaal pathologisch proces bij de ontwikkeling van Alzheimer. Onderzoek suggereert dat bestraling met rood licht de cellulaire ATP-activiteit kan verhogen, een metabole verschuiving van glycolyse naar mitochondriale activiteit kan induceren in ontstekingsmicroglia die zijn aangetast door oligomeer bèta-amyloïde, de niveaus van ontstekingsremmende microglia kan verhogen, de hoeveelheid ontstekingsbevorderende cytokinen kan verminderen en fagocytose kan activeren om neuronale sterfte te voorkomen.
Het verbeteren van alertheid, bewustzijn en concentratievermogen is een andere haalbare methode om de levenskwaliteit van Alzheimerpatiënten te verbeteren. Onderzoekers hebben ontdekt dat blootstelling aan blauw licht met een kortere golflengte een positief effect heeft op de cognitieve functie en emotionele regulatie. Bestraling met blauw licht kan de activiteit van neurale circuits bevorderen, de activiteit van acetylcholinesterase (AchE) en cholineacetyltransferase (ChAT) beïnvloeden en daardoor het leer- en geheugenvermogen verbeteren.
De positieve effecten van fototherapie op hersenneuronen
Steeds meer gezaghebbend onderzoek bevestigt de positieve effecten van fototherapie op de functie van hersenneuronen. Het helpt de intrinsieke beschermingsmechanismen van immuuncellen te activeren, bevordert de expressie van genen die de overleving van neuronen bevorderen en brengt de niveaus van reactieve zuurstofsoorten in de mitochondriën in evenwicht. Deze bevindingen vormen een solide basis voor de klinische toepassing van fototherapie.
Op basis van deze inzichten voerde het MERICAN Optical Energy Research Center, in samenwerking met een Duits team en diverse universiteiten, onderzoeks- en medische instellingen, een onderzoek uit onder personen van 30 tot 70 jaar met milde cognitieve stoornissen, geheugenverlies, verminderd begrip en beoordelingsvermogen, en een verminderd leervermogen. De deelnemers hielden zich aan voedings- en leefstijlrichtlijnen tijdens de fototherapie in de MERICAN-gezondheidscabine, waarbij de medicatie consistent in de juiste doseringen werd toegediend.
Na drie maanden van neuropsychologische tests, mentale statusonderzoeken en cognitieve assessments lieten de resultaten significante verbeteringen zien in de MMSE-, ADL- en HDS-scores bij gebruikers van fototherapie in de gezondheidscabine. De deelnemers ervoeren ook een verbeterde visuele aandacht, slaapkwaliteit en verminderde angst.
Deze bevindingen suggereren dat fototherapie kan dienen als ondersteunende therapie om de activiteit van hersencellen te reguleren, neuro-inflammatie en gerelateerde pathologieën te verlichten, de cognitie te verbeteren en het geheugen te versterken. Bovendien opent het nieuwe mogelijkheden voor fototherapie om zich te ontwikkelen tot een preventieve therapeutische aanpak.
