Dit 'door licht geactiveerde' medicijn zou Parkinson kunnen behandelen
Voor de allereerste keer hebben wetenschappers een door licht geactiveerd medicijn ontwikkeld om de ziekte van Parkinson rechtstreeks in een gericht deel van de hersenen te behandelen.
Het medicijn - dat wordt geactiveerd door licht te laten schijnen op een optische vezel die in de hersenen is geïmplanteerd - verminderde de symptomen van Parkinson en verbeterde de motorische functie bij muizen.
In een paper over het werk dat nu is gepubliceerd in de Journal of Controlled Releasesuggereert het internationale team dat het ‘licht bediende’ medicijn mogelijk andere bewegingsstoornissen zou kunnen behandelen.
Wanneer het wordt geactiveerd door licht, blokkeert het medicijn - MRS7145 genaamd - een eiwit dat de "adenosine A2A-receptor" wordt genoemd.
Eerdere studies hebben al gesuggereerd dat de adenosine A2A-receptor een veelbelovend doelwit is voor hersenaandoeningen zoals de ziekte van Parkinson.
Zoals de auteurs echter in hun paper uitleggen, bevinden adenosinereceptoren zich in de hersenen, waardoor het moeilijk is om ze te gebruiken voor het selecteren en richten van alleen specifieke delen van de hersenen.
Door "de spatiotemporele controle van de receptorfunctie" toe te staan, overwint het nieuwe door licht geactiveerde medicijn "enkele van deze beperkingen", merken de auteurs op.
Parkinson en fotofarmacologie
Meer dan 10 miljoen van de wereldbevolking heeft de ziekte van Parkinson, waaronder alleen al in de Verenigde Staten 1 miljoen mensen.
De ziekte is levenslang en wordt na verloop van tijd erger. Het beïnvloedt voornamelijk beweging, veroorzaakt trillingen, stijfheid, traagheid en problemen met evenwicht en coördinatie. Er kunnen ook symptomen van niet-beweging optreden, zoals constipatie, verstoorde slaap, depressie, angst en vermoeidheid.
De ziekte van Parkinson treft gewoonlijk niet vóór de leeftijd van 50 jaar; slechts ongeveer 10 procent van de gevallen wordt op jongere leeftijd gediagnosticeerd.
Het ontstaat door de dood van zenuwcellen of neuronen in een deel van de hersenen dat de substantia nigra wordt genoemd. Deze neuronen maken een chemische boodschapper aan, dopamine genaamd, die onder andere belangrijk is voor het beheersen van bewegingen.
Het doel van veel geneesmiddelen die bedoeld zijn om de ziekte van Parkinson te behandelen, is om het dopaminegehalte in de hersenen te herstellen. Het blokkeren van adenosinereceptoren is gesuggereerd als een doelwit voor dergelijke behandelingen, omdat het dopamine-niveaus kan verhogen.
Fotofarmacologie is een relatief nieuw medisch veld dat geneesmiddelen ontwikkelt waarvan de stroom alleen met licht kan worden in- en uitgeschakeld.
De benadering biedt de mogelijkheid om de precieze locatie van medicijnafgifte in het lichaam te controleren, waardoor eventuele bijwerkingen buiten het doelwit worden beperkt. Een voorbeeld is het nauwkeurig richten van geneesmiddelen voor chemotherapie op specifieke kankercellen.
Het maakt ook een precieze timing van de afgifte van het medicijn mogelijk. De introductie van type 2 diabetesmedicijnen die individuen kunnen in- en uitschakelen wanneer dat nodig is, is daar een voorbeeld van.
Precies getimede dosering is een duidelijk voordeel bij het gebruik van geneesmiddelen die geleidelijk hun werkzaamheid verliezen en daarom grotere doses nodig hebben om te werken. Dit is wat er gebeurt met levodopa, het meest voorkomende medicijn voor de behandeling van de ziekte van Parkinson.
Door licht geactiveerd medicijn getest bij muizen
MRS7145 is een lichtgevoelig derivaat van "SCH442416, [dat is] een selectieve antagonist van de adenosine A2A-receptor."
De verbinding is chemisch inactief totdat het wordt bestraald met licht met een golflengte van 405 nanometer, dat zich in het violette, zichtbare deel van het spectrum bevindt en niet schadelijk is voor weefsel.
Voor hun onderzoek hebben de onderzoekers een reeks tests uitgevoerd. Ten eerste toonden ze aan dat het medicijn reageerde op activering door licht in cellen die de adenosine A2A-receptor tot expressie brachten en de receptor blokkeerde.
Vervolgens testten ze het effect van het medicijn op de motoriek bij levende muizen. Ze implanteerden een optische vezel in het juiste deel van de hersenen van de muizen: het striatum.
Toen ze licht van de juiste golflengte langs de vezel schenen, vertoonden de muizen "significante hyperlocomotie". Deze behandeling verminderde ook het effect van door geneesmiddelen veroorzaakte rigiditeit en tremor.
Ten slotte toonden ze aan dat de aanpak ook de 'motorische stoornis' in een muismodel van de ziekte van Parkinson omkeerde.
Op afstand bestuurbare ‘patch’
Co-corresponderende auteur Dr. Francisco Ciruela, van het Instituut voor Neurowetenschappen aan de Universiteit van Barcelona in Spanje, legt uit dat er al behandelingen zijn voor de ziekte van Parkinson waarbij draden worden gebruikt die in de hersenen zijn geïmplanteerd.
Hij en zijn collega's waarschuwen dat het nog heel vroeg is en dat er nog veel werk te doen is voordat het door licht geactiveerde medicijn op een vergelijkbare manier klaar is voor klinisch gebruik.
Desalniettemin ziet hij een toekomst voor zich waarin de patiënt een lichtgenererende "patch" heeft die is verbonden met de geïmplanteerde vezel.
Activering van het licht, en daarmee de timing van medicijnafgifte, kan op afstand worden bediend door de arts via een smartphone-app.
Een dergelijke benadering kan ook helpen om de dosis-timingproblemen te minimaliseren die typisch optreden bij de behandeling van langdurige ziekten, wanneer de toewijding aan behandelingsschema's kan beginnen af te vlakken.
"Een fijne tijd-ruimte precisie zal het mogelijk maken om de neurale circuits in detail te manipuleren en het functioneren van degenen met therapeutische en neuroprotectieve doeleinden te bepalen."
Dr. Francisco Ciruela
