Personen die een onaangename tinteling in hun handen of voeten ervaren of die lijden aan pijnlijk ongemak en gevoelloosheid kunnen worden beïnvloed door een neuropathie – een aandoening van het zenuwstelsel waarbij de zenuwvezels beschadigd raken en kunnen beginnen te degenereren. Dit effect is al zichtbaar op het hoornvlies voordat de eerste symptomen verschijnen. Door onderzoek van hoornvlies en traanvocht ontwikkelt een team van onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME in samenwerking met Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) een methode waarmee vroegtijdig kan worden vastgesteld hoeveel schade de zenuwen hebben al volgehouden.
Neuropathische pijn wordt veroorzaakt door schade of ziekte die het zenuwstelsel aantast. Patiënten klagen vaak over een harig gevoel of gevoelloosheid in de perifere gebieden van het lichaam. Andere mogelijke symptomen zijn somatosensorische aandoeningen, formatie, brandende pijn, verlies van thermische en pijnperceptie en evenwichtsproblemen. De lijst met symptomen is lang. Ze manifesteren zich eerst in de tenen en vingertoppen en begeleiden de degeneratie van de zenuwvezels. Zodra de hele voet is aangetast, treden loopstoornissen op. Diabetici worden vaak getroffen, maar de ziekte treedt ook op als een bijwerking na chemotherapieën, dialyses, infecties en overmatig alcoholgebruik, evenals bij auto-immuunziekten.
Schade aan zenuwvezels nog steeds moeilijk te beoordelen
De effectiviteit van de behandeling is ernstig beperkt in gevorderde stadia van ziekteprogressie. Geneesmiddelen zijn het meest effectief wanneer ze in een vroeg stadium worden ingenomen, wanneer de zenuwvezels nog niet ernstig zijn gedegenereerd. Dit betekent dat een vroege diagnose essentieel is. Het probleem is dat het ons ontbreekt aan beschrijvende methoden om de manifestatie en de ernst van de neuropathie te beoordelen. Bestaande methoden zijn slechts gedeeltelijk geschikt: het meten van zenuwgeleidingssnelheid (NCV) maakt geen duidelijke diagnose mogelijk. Vertraagde impulsoverdracht kan wijzen op een neuropathie, maar andere indicaties zijn ook mogelijk. Een ponsbiopsie daarentegen, waarbij de arts een huidweefselmonster verwijdert, is zeer pijnlijk voor patiënten en het huidgebied is mogelijk niet representatief.
Er is dus dringend behoefte aan alternatieven voor de traditionele diagnostische procedures. De Fraunhofer IME-onderzoekers in Frankfurt hebben gekozen voor de nieuwe en innovatieve benadering van hoornvliesonderzoek: “De dichtheid van zenuwvezels is het hoogst in het hoornvlies. Het hoornvlies geeft een representatief beeld van het perifere zenuwstelsel weer, ”zegt Dr. Marco Sisignano, een wetenschapper bij Fraunhofer IME. Parameters zoals zenuwvezeldichtheid en -lengte, evenals de vertakkingsgraad, kunnen worden gemeten met behulp van confocale microscopie van het hoornvlies. Ernstig verkorte vezels en minimale vertakkingen laten bijvoorbeeld toe conclusies te trekken met betrekking tot naderende neuropathische aandoeningen, zelfs voordat patiënten klagen over enig ongemak.
Focus op traanvocht
Dr. Sisignano en zijn team onderzoeken met name traanvocht. Ze doen dit werk in samenwerking met Prof. Elke Lütjen-Drecoll, een gerenommeerd glaucoomonderzoeker en specialist in oogfysiologie aan Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Ze onderzoekt of immuuncellen in de traanklier loskomen en in de traanfilm stromen.
“Het hoornvlies heeft geen bloedtoevoer, maar het is omgeven door traanvocht. Daarom, als zenuwvezelafbraak wordt gedetecteerd, moet er iets in de traanvocht zijn dat de verkorting veroorzaakt. Daarom richten we ons op de traanfilm; we verzamelen het bij patiënten met behulp van papieren strips of capillaire buizen en plaatsen het in een monstercontainer voor verdere analyses, ”legt Sisignano uit.
Tandem massaspectrometrie wordt vervolgens gebruikt om verschillende stoffen in de vloeistof te scheiden en hun concentratie te bepalen. Het team analyseert met name lipiden. Verhoogde lipideniveaus in combinatie met gedegenereerde zenuwvezels zijn indicatoren van een beginnende neurologische aandoening. “Onze USP is lipidenanalyse. De lipiden kunnen in wezen functioneren als biomarkers, ”legt de bioloog uit. De IME-onderzoekers hebben nieuwe wegen ingeslagen met hun nieuwe meetmethode. “Het meten van de lipiden in traanvocht is een uitdaging. We krijgen tenslotte maar een kleine druppel van patiënten. ”De massaspectrometrie moest dienovereenkomstig worden aangepast en geoptimaliseerd.
De projectpartners voeren momenteel tests uit met 250 patiënten die lijden aan een breed scala aan neuropathieën. Na voltooiing van de individuele onderzoeksmodules – waaronder het maken van sensorische profielen, het uitvoeren van cornea-microscopie, het testen van traanmonsters en het meten van lipiden – worden de resultaten samengevoegd voor analyse en correlatie. Ze hopen potentiële biomarkers te kunnen afleiden voor de incidentie en ernst van de neuropathie voor de verschillende patiëntengroepen. “Uiteindelijk willen we artsen een hulpmiddel geven om te beslissen wanneer en of ze een behandeling starten”, zegt Sisignano.