Danske forskere skaffer ny viden om vand i hovedet
I dag prøver lægerne i de fleste tilfælde at hjælpe hydrocefalus-patienter ved at indoperere et dræn i hjernen – for vand i hjernen kan endnu ikke behandles medicinsk. Men ny forskning fra Københavns Universitet og Rigshospitalet peger frem mod en mulig medicinsk behandling.
Er afløbet stoppet?
Sådan vil mange uvilkårligt tænke, hvis de opdager en vandansamling, fx i kælderen.
Og principielt samme overvejelse kender læger og hjerneforskere, som ønsker at blive klogere på de mange forskellige former for hydrocefalus, der kan ramme mennesker. En type lidelser, der mere mundret er kendt som: Vand i hovedet.
Hydrocefalus-lidelser – og dem er der over 10 forskellige varianter af - er et særdeles kompliceret område. Både når det gælder at forstå detaljerne i den biologi, som er på spil, og når det handler om at behandle patienterne, så de kan slippe af med det vand, der trykker på hjernen, fordi det ikke kan komme ud.
Men nu har et forskerhold fra Københavns Universitet (KU) og Rigshospitalet - via dyreforsøg og analyser af prøver fra patienter indlagt med en hjerneblødning - opdaget en mekanisme, som muligvis kan lede til noget, videnskaben hidtil ikke har haft succes med at udvikle, nemlig: Medicin mod hydrocefalus.
”Det er ikke noget, som er lige rundt om hjørnet. Men det spændende er, at vi nu har identificeret en biologisk mekanisme, vi kan prøve at påvirke medicinsk. Og kan det lykkes at udvikle en medicinsk behandling, som kan bruges i forbindelse med hydrocefalus, vil det være et stort skridt fremad i forhold til, hvad man i dag kan tilbyde patienterne”, siger professor Nanna MacAulay fra Institut for Neurovidenskab ved KU.
Sammen med en af sine medarbejdere, adjunkt Trine Lisberg Toft-Bertelsen, og i samarbejde med Marianne Juhler, professor i neurokirurgi ved Rigshospitalet og KU, har Nanna MacAulay ledet forskningsprojektet.
Projektet er blandt andet støttet af Lundbeckfonden, og opdagelsen er offentliggjort på den videnskabelige online-platform ’bioRxiv’.
Et belastende dræn
Det vand, der trykker på hjernen i forbindelse med hydrocefalus, er hjernevæske – cerebrospinal væske (CSF).
Hjernevæsken dannes af et særligt væv, som sidder i hulrum, ventrikler, i hjernen - og hos pattedyr gennemskyller CSF hjernen, og fjerner på den måde en række affaldsstoffer. Der er fire af disse ventrikler, og hos et voksent menneske producerer det særlige væv typisk lige i underkanten af 0,5 liter CSF i døgnet.
Når der ophobes CSF i hjernen i forbindelse med hydrocefalus, stiger trykket i hjernen, og det kan give en række alvorlige symptomer: Fx intellektuel reduktion, blindhed, bevidsthedspåvirkning, kvalme og voldsomme opkastninger, og hos små børn også et voksende hovedomfang. Og hvis trykket stiger meget voldsomt og hurtigt, er det livstruende.
Hvad der stopper for afløbet, er i de fleste tilfælde ukendt, eller også kan årsagen ikke fjernes, og derfor handler det for neurokirurgerne om at hjælpe patienten bedst muligt ved at lede hjernevæsken ud af hjernen:
”Og det gør vi oftest ved at indoperere et dræn i patientens hjerne”, fortæller professor Marianne Juhler, der også er overlæge ved Afdeling for Hjerne- og Nervekirurgi på Rigshospitalet, og har udført en lang række af disse operationer.
Men det er en behandling med udfordringer og mange mulige komplikationer:
Først skal drænet – en lang, tynd plastikslange, som reguleres af en ventil - ind i hjernen, hvilket kræver, at der bores et hul med en diameter på ca. en cm i patientens hjerneskal.
Via dette hul føres drænet ind i ventrikelsystemet - mens den anden ende af drænet, afløbet, placeres lige under huden hele vejen ned til bughulen, hvor det føres ind.
Der findes også en variant af denne operation, hvor drænet får udløb omkring hjertet, men i begge tilfælde har dræn-systemet en begrænset holdbarhed, og må typisk skiftes efter få år. Enten fordi det stopper til, hvilket er den hyppigste komplikation, eller fordi det viser sig at sidde uhensigtsmæssigt eller forårsager bakterieinfektioner. Og da patienterne som hovedregel vil have brug for at få drænet overskydende hjernevæske bort resten af livet, må de imødese gang på gang at skulle gennem den belastende operation.
”Så hvis der kan udvikles medicin, som gør, at nogle patienter slipper for at få indopereret et dræn, vil det betyde meget”, siger professor Marianne Juhler.
Efterlignede en hjerneblødning
Det er en gammel klinisk erfaring, at man kan udvikle hydrocefalus efter en hjerneblødning – og lægerne har antaget, at det skyldes, at hjerneblødningen på en eller anden måde medfører et stop i udløbet.
Den er et lovende mål, hvis man medicinsk vil prøve at skrue ned for produktionen af hjernevæske for at behandle hydrocefalus.
Der er imidlertid begyndende evidens for, at mennesker efter en hjerneblødning pludselig kan vise sig at overproducere hjernevæske (CSF) – selv om det aldrig tidligere har været et problem for dem. Og netop denne viden besluttede Trine Lisberg Toft-Bertelsen sig for at se nærmere på i samarbejde med Marianne Juhler - i et forsøg på at identificere en biologisk mekanisme, som kan påvirkes medicinsk i forbindelse med behandling af hydrocefalus.
Deres forskningsplan tog udgangspunkt i det forhold, at en hjerneblødning spreder blod rundt om i hjernen – blod, som havner steder, der ellers ikke plejer at blive oversvømmet af blod. Fx i ventriklerne, hvor CSF dannes.
I laboratoriet på KU gennemførte Trine Lisberg Toft-Bertelsen derfor en række forsøg, hvor hun så at sige efterlignede en hjerneblødning i forsøgsrotter: Hun tappede blod fra forsøgsrotterne – og hver rotte fik derefter sprøjtet en dosis af sit eget blod ind i ventriklerne i hjernen.
Herefter analyserede hun væsken for indholdet af en bestemt fedtsyre (LPA), der forekommer naturligt i blodet hos mennesker og andre pattedyr. Og målingerne viste, at der var LPA i hjernevæsken.
Det var umiddelbart interessant, fordi der også var LPA i en række prøver af hjernevæske, som Marianne Juhler og hendes medarbejdere havde taget af patienter indlagt til behandling på Rigshospitalet efter en hjerneblødning; prøver, der var taget umiddelbart efter indlæggelsen.
Spørgsmålet var, om LPA kan stimulere produktionen af hjernevæske – og i givet fald hvilke biologiske mekanismer, stoffet påvirker? Og for at få det udredt, blev der udført nok et rotteforsøg, fortæller Nanna MacAulay:
”Trine sprøjtede ren LPA ind i ventriklerne i hjernen hos nogle andre forsøgsrotter - og derefter kunne hun måle, at fedtsyren øgede produktionen af hjernevæske, og ledte til hydrocefalus i rotterne. Så den sammenhæng var der”.
Det lykkedes også forskerne at finde den ion-kanal, LPA påvirker, når fedtsyren skruer op for produktionen af hjernevæske. Og denne kanal (TRPV4), er interessant i forbindelse med udvikling af medicin mod hydrocefalus, forklarer Nanna MacAulay:
”Den er et lovende mål, hvis man medicinsk vil prøve at skrue ned for produktionen af hjernevæske for at behandle hydrocefalus. Nu kender vi eksistensen af denne regulator og hvordan den påvirker produktionen af hjernevæske, og kan gå målrettet efter den. Bare med stoffer, der virker stik modsat af LPA”.
Hydrocefalus forekommer i alle aldersgrupper, men hyppigst hos børn under et år og hos ældre.
Hos en mindre andel af patienter med hydrocefalus skyldes tilstanden en anatomisk blokering mellem ventriklerne. Hos disse kan der via en kikkertoperation (endoskopi) foretages en åbning af den blokerede del af ventrikelsystemet, så cerebrospinalvæsken kan komme ud. Gennem et borehul i kraniet føres endoskopet ind i ventrikelsystemet, som kan inspiceres og åbnes indefra.