Acupunctuur tegen cytokinestorm

Een team van onderzoekers onder leiding van neurowetenschappers van de Harvard Medical School heeft met succes acupunctuur gebruikt om de cytokinestorm bij muizen met systemische ontsteking te temmen. Een cytokinestorm of hypercytokinemie is een mogelijk fatale reactie van het lichaam waarbij het immuunsysteem cytokinen uitscheidt die een ontstekingsreactie in het hele lichaam veroorzaken. In het geval van bijvoorbeeld het coronavirus is dit een mogelijke longontsteking die tot de dood kan leiden.
In de studie, gepubliceerd op 12 augustus 2020 in het vaktijdschrift Neuron, activeerde acupunctuur verschillende signaalroutes die een pro-inflammatoire of ontstekingsremmende reactie opwekten bij dieren met een bacterieel geïnduceerde systemische ontsteking. Verder ontdekte het team dat drie factoren bepaalden hoe acupunctuur de respons beïnvloedde: plaats, intensiteit en timing van de behandeling. Waar in het lichaam de stimulatie plaatsvond, hoe sterk deze was en wanneer de stimulatie werd toegediend, leverden aanzienlijk verschillende effecten op inflammatoire markers en overleving op.

Routekaart

De experimenten van het team vertegenwoordigen een cruciale stap in de richting van het definiëren van de neuroanatomische mechanismen die ten grondslag liggen aan acupunctuur en bieden een routekaart voor het benutten van de aanpak voor de behandeling van ontstekingsziekten.
De wetenschappers waarschuwen echter dat vóór elk therapeutisch gebruik de waarnemingen moeten worden bevestigd in verder onderzoek - zowel bij dieren als bij mensen en dat de optimale parameters voor acupunctuurstimulatie zorgvuldig moeten worden gedefinieerd.
‘Onze bevindingen betekenen een belangrijke stap in de voortdurende inspanningen om niet alleen de neuroanatomie van acupunctuur te begrijpen, maar ook om manieren te vinden om het op te nemen in het behandelingsarsenaal van ontstekingsziekten, waaronder sepsis’, aldus Qiufu Ma, hoofdonderzoeker van de studie, hoogleraar neurobiologie aan het Blavatnik Institute aan de Harvard Medical School en tevens onderzoeker aan het Dana-Farber Cancer Institute.

In de studie beïnvloedde acupunctuurstimulatie hoe dieren omgingen met cytokinestorm: de snelle afgifte van grote hoeveelheden cytokines, ontstekingsbevorderende moleculen. Het fenomeen heeft algemene aandacht gekregen als een complicatie van ernstige COVID-19, maar deze afwijkende immuunreactie kan optreden in de setting van elke infectie en is al lang bekend bij artsen als een kenmerk van sepsis, een orgaanbeschadigende, vaak fatale inflammatoire reactie op infectie. Sepsis treft naar schatting 1,7 miljoen mensen in de Verenigde Staten en 30 miljoen mensen wereldwijd per jaar.
Acupunctuur, geworteld in de traditionele Chinese geneeskunde, is recentelijk meer geïntegreerd in de westerse geneeskunde, met name voor de behandeling van chronische pijn en gastro-intestinale stoornissen. De benadering omvat mechanische stimulatie van bepaalde punten op het lichaamsoppervlak, ook wel acupunten genoemd.
De stimulatie activeert zenuwsignalering en beïnvloedt op afstand de functie van interne organen die overeenkomen met specifieke acupunten.
Toch zijn de basismechanismen die ten grondslag liggen aan de werking en het effect van acupunctuur nog niet volledig opgehelderd. De nieuwe studie is een belangrijke stap in het in kaart brengen van de neuroanatomie van acupunctuur, aldus het onderzoeksteam.

Cellen

Als neurobioloog die de fundamentele mechanismen van pijn bestudeert, is Ma al jaren nieuwsgierig naar de biologie van acupunctuur. Hij was geïntrigeerd door een onderzoeksrapport uit 2014 dat aantoonde dat het gebruik van acupunctuur bij muizen systemische ontstekingen kon verlichten door de vagale-bijnieras te stimuleren; een signaalpad waarin de nervus vagus signalen naar de bijnieren stuurt; om de klieren te stimuleren dopamine af te geven. Ma’s nieuwsgierigheid werd verder geïntensiveerd door werk dat in 2016 werd gepubliceerd en waaruit bleek dat vaguszenuwstimulatie de activiteit van ontstekingsmoleculen temde en de symptomen van reumatoïde artritis verminderde.
In de huidige studie gebruikten onderzoekers elektro-acupunctuur; een moderne versie van de traditionele handmatige benadering waarbij ultradunne naalden net onder de huid in verschillende delen van het lichaam worden ingebracht. In plaats van naalden gebruikt elektro-acupunctuur zeer dunne elektroden die in de huid en in het bindweefsel worden ingebracht, waardoor de stimulatie-intensiteiten beter worden gecontroleerd.
Voortbouwend op eerder onderzoek dat wees op de rol van neurotransmitters bij ontstekingsregulatie, concentreerden de onderzoekers zich op twee specifieke celtypen waarvan bekend is dat ze ze uitscheiden: chromaffinecellen die zich in de bijnieren bevinden en noradrenerge neuronen die zich in het perifere zenuwstelsel bevinden en rechtstreeks zijn verbonden met de milt door een overvloed aan zenuwvezels. Chromaffinecellen zijn de belangrijkste producenten van het lichaam van de stresshormonen adrenaline en noradrenaline en van dopamine, terwijl noradrenerge neuronen noradrenaline afgeven. Naast hun gevestigde functies lijken adrenaline, noradrenaline en dopamine, aldus de onderzoekers, een rol te spelen bij de reactie op ontstekingen; een observatie die is bevestigd in eerder onderzoek en nu opnieuw wordt bevestigd in de experimenten van de huidige studie.

Vergelijking

Het team wilde de precieze rol bepalen die deze zenuwcellen spelen bij de ontstekingsreactie. Om dit te doen, gebruikten ze een nieuw genetisch hulpmiddel om chromaffinecellen of noradrenerge neuronen te verwijderen. Hierdoor konden ze de respons op ontsteking bij muizen met en zonder deze cellen vergelijken om te bepalen of en hoe ze betrokken waren bij het moduleren van ontsteking. De duidelijk verschillende respons bij muizen met en zonder dergelijke cellen wees deze zenuwcellen overtuigend aan als belangrijkste regulatoren van ontsteking.
In één reeks experimenten pasten onderzoekers elektro-acupunctuur met lage intensiteit (0,5 milliampère) toe op een specifiek punt op de achterpoten van muizen met een cytokinestorm, veroorzaakt door een bacterieel toxine. Deze stimulatie activeerde de vagus-bijnieras, waardoor de afscheiding van dopamine uit de chromaffinecellen van de bijnieren werd opgewekt. Dieren die op deze manier werden behandeld, hadden lagere niveaus van drie belangrijke soorten ontstekingsinducerende cytokines en hadden een grotere overleving dan controlemuizen: 60 procent van de met acupunctuur behandelde dieren overleefde, vergeleken met 20 procent van de onbehandelde dieren. Het is intrigerend, zo stelden de onderzoekers vast, dat de vagus-bijnieras geactiveerd zou kunnen worden door elektroacupunctuur van de achterpoten, maar niet door middel van abdominale acupunten; een bevinding die het belang aantoont van acupuntselectiviteit bij het aansturen van specifieke ontstekingsremmende routes.
In een ander experiment leverde het team elektro-acupunctuur met hoge intensiteit (3 milliampère) op hetzelfde acupunt op het achterbeen en op een acupunt op de buik van muizen met sepsis. Die stimulatie activeerde noradrenerge zenuwvezels in de milt. De timing van de behandeling was cruciaal, constateerden de onderzoekers. Stimulatie van de buik met hoge intensiteit leverde opmerkelijk verschillende resultaten op, afhankelijk van wanneer de behandeling plaatsvond. Dieren die onmiddellijk met acupunctuur werden behandeld voordat ze een cytokinestorm ontwikkelden, ervoeren lagere ontstekingsniveaus tijdens de daaropvolgende ziekte en deden het beter. Deze preventieve maatregel van stimulatie met hoge intensiteit verhoogde de overleving van 20 tot 80 procent. Daarentegen ervoeren dieren die acupunctuur kregen na het begin van de ziekte en tijdens de piek van de cytokinestorm, een ergere ontsteking en een ernstiger ziekte.

Conclusie

De bevindingen laten zien hoe dezelfde stimulus dramatisch verschillende resultaten zou kunnen opleveren, afhankelijk van de locatie, timing en intensiteit.
‘Deze observatie onderstreept het idee dat acupunctuur, als het niet op de juiste manier wordt beoefend, nadelige resultaten kan hebben, wat volgens mij niet iets is wat mensen per se waarderen,’ zei Ma.
Als dit wordt bevestigd in verder werk, voegde Ma eraan toe, suggereren de bevindingen de mogelijkheid dat elektro-acupunctuur ooit zou kunnen worden gebruikt als een veelzijdige behandelingsmodaliteit; van aanvullende therapie voor sepsis op de intensive care tot een meer gerichte behandeling van plaats-specifieke ontstekingen, zoals bij ontstekingsziekten van het maagdarmkanaal.
Een ander mogelijk gebruik, zei Ma, zou zijn om ontstekingen te helpen moduleren die het gevolg zijn van immuuntherapie tegen kanker, die, hoewel levensreddend, soms een cytokinestorm kan veroorzaken als gevolg van overprikkeling van het immuunsysteem. Acupunctuur wordt al gebruikt als onderdeel van integratieve kankerbehandeling om patiënten te helpen omgaan met bijwerkingen van chemotherapie en andere kankerbehandelingen.

Bron: Harvard Medical School, beoordeeld door Emily Henderson, B.Sc. 12 augustus 2020