Een pilotstudie naar de repetitieve transcraniële magnetische stimulatie van Aβ- en Tau-niveaus in cerebrospinale vloeistof van resusapen

Amyloïde-β (Aβ) en tau zijn belangrijke CSF-biomarkers. Aβ bestaat uit 42 aminozuren (_Aβ1-42), het product van transmembraan amyloïde precursor eiwit (APP) gehydrolyseerd door β- en γ-secretasen1. _Aβ1-42 kan aggregeren tot extracellulaire amyloïde plaques in de hersenen vanwege de oplosbaarheidskenmerken1,2. Tau is een microtubule-geassocieerd eiwit dat voornamelijk aanwezig is in axonen en betrokken is bij anterograde axonaal ^transport3. Abnormale tau-hyperfosforylering wordt voornamelijk veroorzaakt door de onbalans tussen kinasen en fosfatasen, wat resulteert in het loslaten van tau uit microtubuli en de vorming van neurofibrillaire klitten (NFT)¹. De concentratie tau neemt toe in de liquor omdat tau en gefosforyleerde tau-eiwitten (pTau) vrijkomen in de extracellulaire ruimte tijdens het neurodegeneratieve proces. Eerdere studies hebben aangetoond dat CSF-biomarkers relevant zijn voor de drie belangrijkste pathologische veranderingen van de hersenen van de ziekte van Alzheimer (AD): extracellulaire amyloïde plaques, intracellulaire NFT-vorming en ^{neuronverlies4}. Abnormale concentraties van Aβ en tau aanwezig in het vroege stadium van AD, waardoor een vroege AD-diagnose ^{mogelijk is5,6}.

In 2016 ontdekten Tsai et al. dat niet-invasieve lichtflikkering (40 Hz) de niveaus van _Aβ1-40 pt _Aβ1-42 in de visuele cortex van pre-depositerende muizen ^verminderde7. Onlangs meldden ze verder dat auditieve toonstimulatie (40 Hz) de herkenning en het ruimtelijk geheugen verbeterde, de amyloïde eiwitniveaus in de hippocampus en auditieve cortex (AC) van 5XFAD-muizen verminderde en de pTau-concentraties in het P301S-tauopathiemodel8 verlaagde. Deze resultaten geven aan dat niet-invasieve technieken het Aβ- en tau-metabolisme kunnen beïnvloeden.

Als niet-invasief hulpmiddel kan transcraniële magnetische stimulatie (TMS) neuraal weefsel elektrisch stimuleren, inclusief het ruggenmerg, perifere zenuwen en de hersenschors9. Bovendien kan het de prikkelbaarheid van de hersenschors op de gestimuleerde plaats en in de functionele verbindingen wijzigen. Daarom is TMS gebruikt bij de behandeling van neurodegeneratieve aandoeningen en prognostische en diagnostische tests. De meest voorkomende vorm van klinische interventie in TMS, rTMS, kan cortexactivering induceren, de prikkelbaarheid van de cortex wijzigen en de cognitieve / motorische functie reguleren.

Er werd gemeld dat 20 Hz rTMS een in vitro neuroprotectief effect had tegen oxidatieve stressoren, waaronder glutamaat en Aβ en de algehele levensvatbaarheid van monoklonale hippocampus HT22-cellen bij muizen ^verbeterde10. Na 1 Hz rTMS-stimulatie waren het β-site APP-splijtende enzym 1, APP, en zijn C-terminale fragmenten in de hippocampus aanzienlijk verminderd. Met name de aantasting van langdurige potentiëring, ruimtelijk leren en geheugen in hippocampus CA1 werd ^{omgekeerd11,12}. Bai et al. onderzochten het effect van rTMS op de Aβ-geïnduceerde gamma-oscillatie disfunctie tijdens een werkgeheugentest. Ze concludeerden dat rTMS Aβ-geïnduceerde disfunctie kon omkeren, wat resulteerde in potentiële voordelen voor het ^{werkgeheugen13}. Er zijn echter weinig rapporten over de effecten van rTMS op het tau-metabolisme en de dynamische veranderingen in Aβ en tau in CSF voor en na rTMS. Dit protocol beschrijft de procedure voor het onderzoeken van de effecten van rTMS op verschillende frequenties (lage frequentie, 1 Hz; hoge frequenties, 20 Hz en 40 Hz) op Aβ- en tau-niveaus in resusapen CSF.