‘Met hersenmetingen thuis, hopen we zonder dierproeven te ontdekken wat een migraineaanval triggert’

Een op de drie vrouwen in de vruchtbare leeftijd en een op de zes mannen heeft regelmatig of dagelijks last van migraine. Er is nog geen medicijn tegen, en aanvallen zijn onvoorspelbaar. Maar dat gaat, als het aan Else Tolner en haar collega’s ligt, veranderen. Zij onderzoeken via het project Brain@home van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) wat er aan een migraineaanval voorafgaat. Dat gebeurt gewoon thuis. ‘Hierdoor hoeven we in onderzoek naar deze hersenziekten minder dierproeven te doen. Die kunnen we ook nog eens gerichter uitvoeren, door de gegevens die we van patiënten verzamelen.’

Else Tolner nieuwsbrief
Beeld: LUMC

Medisch bioloog Tolner (45) is gespecialiseerd in hersenonderzoek. De fascinatie voor dit onderzoeksveld begon al in haar jeugd. ‘Ik had als kind last van koortsstuipen. In het dorpje waar ik woonde dacht de arts, onterecht, dat mijn koortsstuipen een voorbode waren voor het ontwikkelen van epilepsie. Zodoende raakte ik ook in deze belangrijke en boeiende ziekte geïnteresseerd.’

‘Ik had als kind last van koortsstuipen en dat maakte mij nieuwsgierig.’

Onderzoek naar mechanismen

Tolner specialiseerde zich tijdens haar stages in Utrecht en San Diego in hersenonderzoek. ‘Toen ik vervolgens de kans kreeg om bij wijlen professor Fernando Lopes da Silva op de Universiteit van Amsterdam als promovendus te gaan werken aan epilepsie, pakte ik die met beide handen aan. Prof. Lopes da Silva was een expert op het vlak van EEG. Het onderzoek gebeurde op basis van metingen bij patiënten en proefdieren. Later kon ik als postdoc in Berlijn en Helsinki gecombineerd onderzoek doen met proefdieren en op mensen. Ik onderzocht mechanismen en EEG-veranderingen die een rol spelen bij chronische epilepsie, hersenontwikkeling en koortsstuipen.’

“Gewone” migrainepatiënt

De ontwikkelingsaspecten van EEG en toepassingen daarvan bleken ook bruikbaar voor het Brain@home project waarbij Tolner nu is betrokken. Dat gaat in januari 2021 van start onder patiëntengroepen met epilepsie of migraine. In Brain@home worden EEG- en gedragsstudies in nauwe samenwerking met verschillende experts gedaan. Ze worden aangevoerd door onderzoekers van het LUMC en epilepsiecentrum SEIN ('Stichting Epilepsie Instellingen Nederland”. Dat zijn professor Arn van den Maagdenberg, neuroloog Roland Thijs en professor Gisela Terwindt.  Wat betreft migraine draait het om de “gewone” migrainepatiënt. 

‘Ik heb in mijn vorige onderzoeken geleerd dat het belangrijk is om metingen bij patiënten te doen. Bijvoorbeeld om te meten wat effecten van ademhalingsveranderingen en zuurtegraad (pH) op epileptische aanvallen zijn. Bij epilepsie meten artsen van oudsher de hersenactiviteit met EEG, maar bij migraine is dat veel complexer. Hoofdpijn is namelijk niet makkelijk te meten.’

‘Bij epilepsie meten we van oudsher de hersenactiviteit met EEG, maar bij migraine is dat veel complexer. Hoofdpijn is namelijk niet makkelijk te meten.’

Thuismetingen

‘Met Brain@home kan de migrainepatiënt thuis dagelijks in ongeveer een half uur hersenactiviteit meten en zie je wanneer daarin een verandering optreedt. Door dagelijks te meten, hopen we te begrijpen wat er gebeurt voor de hoofdpijnfase ingaat, waardoor je tijdig kunt ingrijpen. Voor de metingen streven we om op in elk geval 6 verschillende dagen EEG-informatie te verzamelen.’

‘Doordat we die meting van hersenactiviteit combineren met metingen over het gedrag van een patiënt krijgen we een heel pakket aan gegevens, waardoor we beter zien wat er in het hoofd en het lichaam gebeurt. Zo hopen we meer te weten te komen over het ziektemechanisme en functionele biomarkers te krijgen. Die geven niet alleen inzicht in hoe de ziekte ontstaat, maar geven ook aan wat de kans is dat iemand een aanval krijgt. We hopen dat in de toekomst dergelijke gegevens gaan helpen om te bepalen welk medicijn we tegen migraine kunnen inzetten. Dat zou al voor een hele verlichting zorgen.’

‘Waar dat kan, werken we zonder proefdieren’

Brain-on-chip model

‘Waar dat kan, werken we zonder proefdieren’, vertelt Tolner verder. ‘Daarbij staat de patiënt voorop. We willen begrijpen hoe die beter kan worden. Daarnaast werken we in het

lab ook met “brain-on-chip”-modellen om te kijken hoe een medicijn werkt. Ook gebruiken we waar mogelijk computermodellen en AI. Maar er blijven nog steeds vragen over die we alleen met onderzoek in proefdieren kunnen beantwoorden. Kortom, ieder model heeft zijn beperkingen. Daarom gebruiken we in het lab en de kliniek verschillende methoden naast elkaar.’

Tolner durft dan ook niet te voorspellen of er ooit een tijd zonder dierproeven komt. ‘De discussie daarvoor is voor een deel ethisch en ligt aan wat de maatschappij over het gebruik van dierproeven vindt. Ik verwacht wel dat we door steeds kritisch naar onderzoek te kijken we steeds gerichter en steeds minder proefdieren gaan gebruiken. Maar in hoeverre we uiteindelijk op een totale reductie gaan uitkomen, ligt ook aan de bruikbaarheid van humane modellen. Bovendien is een humaan model van hersenen in een kweekbakje ook niet zonder enige filosofische of ethische discussie. Het is volgens mij niet reëel om helemaal proefdiervrij onderzoek na te streven. Als je geen proefdieren meer wilt gebruiken, is de keerzijde van het verhaal dat je niet door en door kunt testen in een patiënt. En dat het letterlijk bouwen van een levend mens in een kweekbakje niet mogelijk en zeker niet wenselijk is.’