Diepe-hersenstimulatie
DBS omvat het gebruik van stereotactisch geïmplanteerde intracerebrale elektroden die verbonden zijn met een neurostimulator (geïmplanteerd in de borstwand) om constante stimulatie te geven aan neuronen proximaal aan de elektroden. Hoogfrequente DBS is het chirurgische alternatief bij uitstek geworden voor de medische behandeling van idiopathische PD. Andere neurologische indicaties zijn essentiële tremor en primaire dystonie (Benabid et al., 2005). De belangrijkste doelen bij PD en dystonie zijn uni- of bilaterale stimulatie van de globus pallidus internus en van de nucleus subthalamicus (Benabid et al., 2005). Resultaten van langetermijnbehandeling van PD wijzen erop dat DBS zeer effectief is in het verminderen van ernstige motorische complicaties (voornamelijk tremor en dyskinesieën), terwijl het algehele degeneratieproces waarschijnlijk niet wordt gestopt (Benabid et al., 2005; Hilker et al,
Vier algemene hypothesen betreffende het werkingsmechanisme van DBS worden besproken (depolarisatieblokkade, synaptische inhibitie, synaptische depressie, en stimulatie-geïnduceerde modulatie van pathologische netwerkactiviteit), maar het therapeutisch mechanisme vertegenwoordigt waarschijnlijk een combinatie van verschillende fenomenen (McIntyre et al., 2004). DBS met specifieke stimulatieparameters kan een “functionele laesie” induceren, d.w.z. een omkeerbare en gecontroleerde wijziging/remming van de functie van een bepaald knooppunt binnen een specifiek neuronaal circuit. DBS kan daarom gezien worden als een verbeterd alternatief voor ablatieve neurochirurgische procedures, die gebruikt worden voor welomschreven groepen patiënten met extreem ernstige behandelbare psychische stoornissen.
De meest voorkomende neurochirurgische interventies voor hardnekkige psychiatrische stoornissen die momenteel in gebruik zijn, zijn anterieure cingulotomie, subcaudate tractotomie, limbische leucotomie, en anterieure capsulotomie. Bij deze procedures worden frontostriatale, frontothalamus-, of cingulate vezels onderbroken door directe (snijden) of indirecte (thermo- of radiocoagulatie) interventies. De belangrijkste indicaties voor neurochirurgische interventie in de neuropsychiatrie zijn ernstige, invaliderende en behandelingsrefractaire OCD en depressieve stoornis; er zijn echter ook rapporten gepubliceerd over de behandeling van pijn, angststoornissen en zelfverminking (Meyerson, 1998; Lippitz e.a., 1999; Price e.a., 2001; Cosgrove en Rauch, 2003; Greenberg e.a., 2003; Christmas e.a., 2004). Zowel bij depressie als bij OCD wordt gerapporteerd dat tot 66% van de behandelde patiënten aanzienlijk verbetert, hoewel de definities van respons vaak bescheiden zijn (Bridges e.a., 1994; Jennike, 1998; Christmas e.a., 2004). Stereotactische subcaudate tractotomie kan tot 40-60% van de patiënten in staat stellen een normaal of bijna normaal leven te leiden, hoewel er aanzienlijke psychiatrische symptomen kunnen blijven bestaan. Er is een vermindering van het aantal zelfmoorden gemeld tot 1% postoperatief, van 15% vóór de chirurgische behandeling in gevallen van ongecontroleerde affectieve stoornissen (Bridges et al., 1994; Greenberg and Rezai, 2003). Voordelen van DBS in vergelijking met ablatieve neurochirurgische interventies zijn de omkeerbaarheid (het hele systeem kan worden uitgeschakeld of geëxplanteerd) en de mogelijkheid om stimulatievariabelen voor elke patiënt te optimaliseren om de respons te maximaliseren en bijwerkingen te minimaliseren.
Omdat neurochirurgie voor psychiatrische stoornissen zo’n controversiële geschiedenis heeft, moet DBS voor deze potentiële indicaties speciale aandacht krijgen en zorgvuldig prospectief worden getest. Bovendien is DBS niet vrij van bijwerkingen. De meeste zijn verdraagbaar, maar ernstige operatiegerelateerde bijwerkingen (significante neurologische stoornissen als gevolg van infecties of bloedingen) kunnen voorkomen bij maximaal 6% van de patiënten (Grill, 2005). Daarom moet DBS bij psychiatrische patiënten worden bestudeerd volgens de hoogste ethische normen.
Van de potentiële psychiatrische indicaties zijn OCD en depressie tot nu toe de belangrijkste aandachtsgebieden geweest van het DBS-onderzoek. Bij OCD zijn de hersendoelwitten gebaseerd op eerdere ervaringen met neurochirurgische (laesionerende) interventies en op neuro-imaging studies die wijzen op consistent verhoogde neuronale activiteit in de orbitofrontale gyrus en de kop van de nucleus caudatus wanneer OCD-symptomen aanwezig zijn (Whiteside et al., 2004); het meest bestudeerde doelwit omvat de voorste ledemaat van het interne kapsel (samenvloeiend met het ventrale striatum en de nucleus accumbens); dit doelwit wordt algemeen aangeduid als het ventrale kapsel/ventrale striatum. In een vroege studie ervoeren 2 van de 3 patiënten die gestimuleerd werden in de voorste ledematen van het kapsel een blijvende klinisch significante verbetering gedurende een follow-up periode tot 39 maanden (Gabriels et al., 2003). Klinisch significante verbetering werd verder beschreven bij een patiënt die bilateraal gestimuleerd werd in het voorste deel van het interne kapsel, waarbij voordelen werden gezien na 3 maanden van stimulatie en die ten minste 10 maanden aanhielden (Anderson en Ahmed, 2003). Acute gunstige effecten werden bovendien beschreven bij 3 van 4 OCD-patiënten die bilateraal op deze plaats werden gestimuleerd, met effecten die werden geverifieerd in een dubbelblinde cross-over en langdurige verlengingsfase van ten minste 21 maanden (Nuttin et al., 2003). Een andere dubbelblinde cross-over studie met 4 patiënten die bilaterale stimulatie van het voorste lidmaat van het kapsel ontvingen, toonde gunstige resultaten, waarbij 1 van de 4 patiënten een verbetering van meer dan 35% van de OCD-symptomen vertoonde vergeleken met de uitgangswaarde tijdens de dubbelblinde testfase (twee blokken van 3 weken actieve stimulatie afgewisseld met 2 weken zonder stimulatie). Twee patiënten vertoonden dit niveau van verbetering tijdens de open fase (tussen 4 en 13 maanden na implantatie) (Abelson et al., 2005). Wereldwijde ervaring met chronische ventrale capsule/ventraal striatum DBS voor OCD (waaronder 26 patiënten gevolgd gedurende 3-36 maanden) toonde aan dat de behandeling over het algemeen goed werd verdragen met een redelijke werkzaamheid (Greenberg et al., 2010). Responspercentages (≥ 35% afname op de Yale-Brown Obsessive-Compulsive Scale) waren 46% na 6 maanden (n = 24), 48% na 1 jaar (n = 21), 65% na 2 jaar (n = 17), en 58% na 3 jaar (n = 12).
Andere DBS-doelen voor OCD zijn onderzocht op basis van het neurale netwerk waarvan wordt verondersteld dat het ten grondslag ligt aan deze stoornis. Twaalf maanden bilaterale stimulatie van het voorste deel van de nucleus caudatus (inclusief de nucleus accumbens) resulteerde in significante verbetering van OCD en depressieve symptomen bij een enkele patiënt (Aouizerate et al., 2004). Bilaterale stimulatie van de nucleus subthalamicus resulteerde in klinische respons op korte termijn bij 2 patiënten, met effecten die minstens 8-15 maanden aanhielden (Mallet et al., 2002). Bij een andere patiënt die leed aan PD en ernstige OCD, resulteerde bilaterale stimulatie van de nucleus subthalamicus in een korte-termijn dramatische verbetering van zowel bewegingsstoornis als psychiatrische symptomen, met effecten die aanhielden gedurende ten minste 1 jaar van chronische stimulatie (Fontaine et al., 2004). Vervolgens vond een multicenter, sham-gecontroleerde, dubbelblinde cross-over studie een statistisch significant voordeel voor stimulatie van de nucleus subthalamicus bij 16 OCD-patiënten die refractair waren voor behandeling (Mallet et al., 2008).
Aanwijzingen dat DBS effectief zou kunnen zijn bij stemmingsstoornissen werden voor het eerst verzameld uit observaties van neurologische en OCD-patiënten die DBS ondergingen (Bejjani et al., 1999; Berney et al., 2002; Stefurak et al., 2003). Verfijning van neurale netwerkmodellen betrokken bij TRD (grotendeels gebaseerd op neuroimaging gegevens) identificeerde bijkomende doelwitten. Het eerste gepubliceerde verslag van DBS voor TRD was een proof-of-concept studie van 6 patiënten die een antidepressieve respons beschreef bij 4 patiënten na 6 maanden open-label bilaterale DBS toegepast op de subgenuale cingulate witte stof (Mayberg et al., 2005). In deze studie werden 20 patiënten gevolgd gedurende ten minste 12 maanden en werd vastgesteld dat 60% van de patiënten een antidepressieve respons vertoonde na 6 maanden DBS, en 55% een respons vertoonde 12 maanden na de operatie (Lozano e.a., 2008). Chronische subgenuale cingulate DBS werd niet geassocieerd met noemenswaardige bijwerkingen. Een multicenter, dubbelblind, sham-gecontroleerde studie van subgenuale cingulate DBS voor TRD wordt momenteel uitgevoerd in de VS.
Andere doelwitten voor DBS bij TRD zijn voorgesteld, waaronder de voorste ledemaat van het voorste interne kapsel (ALIC, een eerder doelwit gebruikt voor ablatieve behandeling bij ernstige psychiatrische stoornissen) (Greenberg et al., 2005), nucleus accumbens (Schlaepfer et al., 2008b), thalamische pedunkel (Jimenez et al., 2005) en habenula (Sartorius en Henn, 2007; Sartorius et al., 2010). DBS van de ALIC is in verband gebracht met verbetering van depressieve symptomen bij patiënten met ernstige, behandelingsresistente OCD (Greenberg et al., 2006), en een open-label studie bij 15 niet-OCD patiënten met TRD toonde een responspercentage van 40% na 6 maanden en een responspercentage van 53% bij de laatste follow-up (Malone et al., 2008). Nucleus accumbens DBS werd geassocieerd met een responspercentage van 50% na 12 maanden stimulatie bij 10 TRD-patiënten (Bewernick et al., 2010).
Hoewel alleen gegevens van kleine studies en case reports beschikbaar zijn, lijkt DBS een potentieel veelbelovende behandelingsinterventie van OCD en depressie. Inderdaad, grote placebo-responsen zijn onwaarschijnlijk bij deze zorgvuldig geselecteerde, ernstig zieke patiënten (Schatzberg en Kraemer, 2000). Gezien de invasiviteit van de procedure en de risico’s die ermee gepaard gaan, zijn placebo-gecontroleerde gegevens echter van cruciaal belang om te bepalen of DBS een klinisch effectieve interventie voor TRD kan zijn; dergelijke gegevens zullen ook helpen bij het bepalen van de relatieve werkzaamheid en veiligheid van de verschillende doelwitten die worden onderzocht. Bovendien blijven essentiële vragen betreffende het werkingsmechanisme nog steeds een belangrijk onderdeel van toekomstige studies, en dit moet zo blijven.