Voetballers moeten oppassen met koppen en boksers krijgen ook liever niet te veel klappen op het hoofd. Er is inmiddels uitgebreid aangetoond dat het de kans op blijvend hersenletsel en ziektes als alzheimer en parkinson vergroot. Onderzoekers weten nu eindelijk hoe het kan dat een klap op je hoofd zo slecht voor je is.
Sluimerende virussen in onze hersenen kunnen door de schok worden geactiveerd. Dit leidt tot ontstekingen en blijvende schade die zich in de maanden en jaren na de klap ontwikkelen. Daarom adviseren de onderzoekers van Oxford en de Tufts University antivirale medicijnen. Die kunnen mogelijk beschermen na hoofdletsel.
Verborgen virussen
Ons microbioom (alle micro-organismen die vooral in onze darmen en op onze huid leven) helpt bij de spijsvertering, ontwikkeling van het immuunsysteem en bescherming tegen schadelijke ziekteverwekkers. Maar het bevat ook tientallen virussen die continu in ons lichaam aanwezig zijn. Sommigen daarvan kunnen schadelijk zijn, maar bevinden zich in sluimertoestand in onze cellen. Denk aan het Herpes-simplex-virus (HSV-1), dat een koortslip veroorzaakt en bij meer dan 80 procent van de mensen aanwezig is, of het varicellazostervirus, waar je waterpokken of gordelroos van kunt krijgen en dat 95 procent van de mensen bij zich draagt.
Hoofdonderzoeker Dana Cairns van Tufts University had in eerdere studies al aanwijzingen gevonden dat activering van HSV-1 uit zijn sluimerende toestand de kenmerkende symptomen van alzheimer veroorzaakt in laboratoriummodellen van hersenweefsel, waaronder amyloïde plaques, verlies van neuronen, ontstekingen en verminderde functionaliteit van het neurale netwerk.
“In die studie creëerde een ander virus – varicella – de ontstekingsomstandigheden die HSV-1 activeerden”, legt Cairns uit. “We vroegen ons af wat er zou gebeuren als we het hersenweefselmodel zouden blootstellen aan een fysieke verstoring, zoiets als een hersenschudding. Zou HSV-1 dan wakker worden en het proces van neurodegeneratie opstarten?” Precies dat gebeurde ook.
Hersenen nabootsen
Het verband tussen HSV-1 en de ziekte van Alzheimer werd voor het eerst geopperd door medeauteur Ruth Itzhaki, gastprofessor aan Oxford University, die meer dan dertig jaar geleden het virus aantrof in een groot deel van de hersenen van oudere mensen. Haar vervolgonderzoek wees uit dat het virus in de hersenen kan worden gereactiveerd uit een sluimerende toestand door gebeurtenissen zoals stress of onderdrukking van het immuunsysteem, wat uiteindelijk leidt tot zenuwschade. In de huidige studie gebruikten de onderzoekers een laboratoriummodel dat de hersenen nabootst om beter te begrijpen hoe hersenschuddingen de reactivering van virussen kunnen veroorzaken.
Het hersenweefselmodel bestaat uit een 6 millimeter breed donutvormig sponsachtig materiaal gemaakt van zijde-eiwit en collageen, vol met neurale stamcellen, die vervolgens worden omgevormd tot volwassen neuronen. Ook ontstaan er gliacellen uit de stamcellen om de hersenen na te bootsen en de neuronen te ondersteunen. De neuronen communiceren met elkaar via hun uitlopers, vergelijkbaar met hoe ze in echte hersenen zouden communiceren. En net als cellen in de hersenen kunnen ze het DNA van het sluimerende HSV-1-virus bij zich dragen.
Het nagebootste hersenweefsel werd in een cilinder gestopt en kreeg een schok met een zuiger om een hersenschudding na te bootsen. Daarna onderzocht Cairns het weefsel in de loop van de tijd onder de microscoop. Sommige weefselmodellen hadden neuronen met HSV-1, en sommige waren virusvrij. Na de klappen zag ze dat de geïnfecteerde cellen een reactivering van het virus vertoonden, en kort daarna de kenmerkende markers van de ziekte van Alzheimer kregen, zoals amyloïde plaques, p-tau (een eiwit dat vezelachtige kluwens in de hersenen vormt), ontstekingen, stervende neuronen, en een toename van gliacellen, ook wel gliose genoemd.
Meer slagen met de zuigers op de weefselmodellen, die herhaald hoofdletsel nabootsten, leidden tot dezelfde reacties, maar dan nog ernstiger. Ondertussen vertoonden de cellen zonder HSV-1 wel wat gliose, maar geen van de andere markers van de ziekte van Alzheimer.
Meerdere klappen
Het vormt een sterke aanwijzing dat de klappen op het hoofd van sporters latente infecties in de hersenen kunnen reactiveren, die weer kunnen leiden tot alzheimer. Eerdere studies hebben aangetoond dat meerdere klappen op het hoofd kunnen leiden tot een verdubbeling van de kans op een neurodegeneratieve aandoening, maanden of jaren later.
“Dit roept de vraag op of antivirale medicijnen of ontstekingsremmers nuttig kunnen zijn als vroege preventieve behandeling na hoofdletsel om HSV-1-activering in de kiem te smoren en het risico op alzheimer te verlagen”, reageert Cairns.
Het probleem treft lang niet alleen voetballers en boksers. Traumatisch hersenletsel is een van de meest voorkomende oorzaken van invaliditeit en sterfte bij volwassenen. Jaarlijks worden zo’n 69 miljoen mensen wereldwijd getroffen, met een geschatte economische kostenpost van 400 miljard dollar per jaar.
Flinke stap vooruit
“Het hersenweefselmodel brengt ons een stap verder in het onderzoek naar verbanden tussen letsel, infectie en alzheimer”, aldus David Kaplan, professor aan Tufts University. “We kunnen zo de binnenkant van de hersenen nabootsen, virussen volgen en plaques, eiwitten, genetische activiteit en ontstekingen meten. Er is veel bewijs voor omgevingsfactoren die het risico op alzheimer beïnvloeden. Het weefselmodel helpt ons om die informatie te onderbouwen en biedt een uitgangspunt voor het testen van nieuwe medicijnen.”
Een geweldige vooruitgang dus waarmee nog duidelijker wordt dat je die kopbal maar beter kunt laten gaan op het voetbalveld.
