Onderzoek

Onderzoek naar effect van hoofdhuidkoeling bij chemokuur

Onderzoeker Francis-Paul Janssen met een cold cap.

Hoofdhuidkoeling/Monique van de Ven
Foto/Bart van Overbeeke

Veel patiënten met kanker komen in de loop van hun ziekteproces in aanraking met chemotherapie. Een veelvoorkomende bijwerking van deze behandeling is haaruitval. Hoewel door middel van hoofdhuidkoeling al jarenlang wordt geprobeerd dit bijverschijnsel zoveel mogelijk de kop in te drukken, zijn de ervaringen met het systeem nog lang niet bevredigend. Ir. Francis-Paul Janssen, promovendus aan de faculteit Biomedische Technologie, hoopt hierin verandering te brengen. Hij doet sinds april onderzoek naar de effecten van de bestaande koelmethoden en de mogelijkheden tot verbetering.

Bij een chemokuurbehandeling krijgt iemand met kanker, via bijvoorbeeld een infuus of tablet, medicijnen toegediend die de celdeling remmen: cytostatica. Een probleem is dat deze niet alleen de kankercellen te lijf gaan, maar ook de gezonde cellen die zich veelvuldig delen, zoals de haarwortelcellen. Het haar kan daardoor broos worden of uitvallen. Koeling van de hoofdhuid van de patiënt kan dit verminderen of tegengaan. Nieuw is die methode niet, benadrukt assistent in opleiding Francis-Paul Janssen. “Voor zover ik weet, werd in de jaren zeventig al zoiets gedaan door bij patiënten ijs op het hoofd te leggen.”
Sinds een aantal jaren wordt gebruikgemaakt van zogenoemde cold caps: koelkappen die strak op het hoofd worden bevestigd, waarmee de hoofdhuid wordt afgekoeld tot ongeveer tien graden Celsius. Er bestaan ruwweg twee soorten: ‘losse’ caps uit de vriezer, die opwarmen tijdens gebruik en daardoor een stuk kouder moeten zijn, en kappen die met behulp van een apparaat continu op de juiste koeltemperatuur gehouden kunnen worden. Hiermee is de temperatuur van de hoofdhuid makkelijker te controleren.
Hoewel bijvoorbeeld in het Tilburgse Elisabeth Ziekenhuis goede ervaringen zijn opgedaan met de cold caps, wordt deze methode in Nederland (nog) niet op grote schaal toegepast. Gepensioneerd oncoloog dr. Wim Breed, die zich bezighoudt met de verbetering van de cold caps, spreekt van een achtergebleven terrein. Volgens hem wordt de belasting van haaruitval voor patiënten onderschat en is men vaak niet op de hoogte van de bemoedigende resultaten die elders met het systeem zijn geboekt (informatiebulletin OncoLogisch, februari 2003).
Een belangrijk probleem van de cold caps, aldus TU/e-onderzoeker Janssen, is het ‘trial-and-error’-karakter van het systeem en van de studies die ernaar verricht zijn. “De resultaten zijn erg wisselend. Soms werkt de hoofdhuidkoeling, soms niet, soms deels. Maar waardoor dat kómt, weten we niet. Het motto is een beetje van ‘we zien wel hoe het uitpakt’.” Aspecten die van invloed zijn op het resultaat van de koeling, zijn de duur en de temperatuur waarop wordt gekoeld. Maar ook de bevestiging en aansluiting van de kap op de hoofdhuid spelen een rol, evenals lichamelijke eigenschappen zoals de diepte van de haarwortel en de dikte van de hoofdhuid van een patiënt, zo legt Janssen uit.
Er is in elk geval behoefte aan een grondige studie. Het belangrijkste doel van het project, dat afgelopen april aan de TU/e van start ging, is dan ook om meer inzicht te krijgen in de fysiologische detailaspecten van hoofdhuidkoeling. “We weten dát die cold caps in veel gevallen werken, maar weten niet waaróm. Wat gebeurt er precies in die haarwortelcellen als de hoofdhuid wordt gekoeld? We gaan er vanuit dat er door een lagere temperatuur minder bloed naar de cellen stroomt, waardoor de toevoer van medicijnen verminderd wordt. Daarnaast wordt door koeling de reactiesnelheid trager. Dat is hypothetisch. Op die aannames is dit onderzoek gebaseerd.”
Janssen werd een klein jaar geleden voor het onderzoek benaderd door prof.dr.ir. Anton van Steenhoven (Werktuigbouwkunde) en dr. Gerard van Leeuwen (Biomedische Technologie). Janssen zat op dat moment in de laatste fase van zijn studie Werktuigkundige Medische Technologie, de voorloper van de huidige opleiding en faculteit Biomedische Technologie (BMT). Voor zijn afstudeeronderzoek werkte de student aan een numeriek model voor het opwarmen van patiënten en het bijhouden van hun temperatuur tijdens hartoperaties. Janssen hoefde naar eigen zeggen niet lang na te denken over het aanbod. Hoewel zijn beide opa’s zijn overleden aan kanker, was het niet specifiek dit onderwerp dat de doorslag gaf. Het trok hem vooral om te gaan werken als assistent in opleiding: “Je hebt veel vrijheid. Je bepaalt in feite zelf welke kant het onderzoek opgaat en hoe je het benadert”. Voorwaarde was wel dat de student voor april jongstleden moest afstuderen, want dan zou het project van start gaan. Het onderzoek, dat wordt uitgevoerd binnen de sectie Werktuigkundige Energietechnologie, kreeg financiële steun van het inmiddels opgeheven SamenwerkingsOrgaan Brabantse Universiteiten (SOBU).

Modules
Janssen heeft het onderzoek, dat nog in de opstartfase verkeert, ruwweg verdeeld in drie modules: temperatuur en perfusie (doorbloeding) van de hoofdhuid, detailprocessen en het ontwikkelen van een gedetailleerd numeriek model. Voor het eerste onderdeel gaat de onderzoeker de effecten van een temperatuursverlaging op de doorbloeding van de hoofdhuid bestuderen. Hiervoor moeten eerst een meetmethode en bijbehorende apparatuur worden ontwikkeld. Een mogelijkheid is het meten volgens de Laser-Doppler-methode, waarmee plaatselijk de microcirculatie van bloed in weefsel kan worden onderzocht. Hiervoor is vanuit de TU/e contact gelegd met onderzoekers van de Universiteit Twente, die zich al verder in de methode hebben verdiept.
De tweede module binnen het onderzoek richt zich meer op detailniveau, vertelt Janssen. “Ik wil gaan bekijken wat de invloed van chemotherapie op de haarwortelcellen en op de sterkte van het haar is. Hiervoor wil ik onder meer gaan experimenteren met weefselkweekjes waaraan verschillende concentraties cytostatica worden toegediend.”
Het derde onderdeel van het onderzoek bestaat uit het maken van een gedetailleerd numeriek model, waarmee bijvoorbeeld verschillende hoofdhuiddiktes kunnen worden nagebootst. In deze fase worden in feite de bevindingen uit de andere twee modules samengebracht, om erachter te komen hoe de koelmethode nu eigenlijk werkt en op basis hiervan te komen tot verbetering van de cold cap.

Een afbeelding van de dwarsdoorsnede van een haarwortel en een haar. Onderaan in de haar bevinden zich matrixcellen. Deze maken de eigenlijke haar door zich voortdurend te delen en vervolgens een specifieke vorm en functie aan te nemen. Chemotherapie stopt sneldelende cellen, dus ook gezonde cellen zoals de matrixcellen. Verstoring van deze cellen zorgt ervoor dat de totale structuur van de haar op een nog onduidelijke manier verandert. Het resultaat is dat een haar daardoor snel broos wordt en uiteindelijk zal breken of uitvallen, waardoor uiteindelijk volledige of gedeeltelijke kaalheid ontstaat.

Psycholoog
Janssen werkt voor het project samen met een psycholoog van de Universiteit van Tilburg. Terwijl de Eindhovense onderzoeker zich richt op de biofysische aspecten, houdt drs. Marco Mulders in Tilburg zich bezig met de psychologische kant van het onderwerp, oftewel de psychische belasting van haaruitval bij kankerpatiënten door chemotherapie. Janssen: “Hij is er onder meer achtergekomen dat haaruitval bij kankerpatiënten op de vierde plaats staat van de meest belastende bijverschijnselen. Anderen, ook verplegend personeel en artsen, onderschatten dit vaak. ‘Het is maar tijdelijk’, zegt men al snel, terwijl het voor sommige patiënten zelfs een reden is om helemaal geen chemotherapie te nemen”.
Hoewel het onderzoek van Janssen in principe losstaat van dat van zijn Tilburgse collega, maken ze wel gebruik van elkaars kennis en bevindingen. “Als we een nieuw systeem willen gaan ontwikkelen, moet dat natuurlijk wel zo prettig mogelijk zijn voor de patiënt. Wij kunnen wel verzinnen dat een temperatuur van dertig graden onder nul het meest effectief is, maar misschien is dat wel heel vervelend voor een patiënt en zal deze het systeem daardoor alsnog niet gebruiken. Los daarvan is zijn informatie over de ervaringen van patiënten voor mij een belangrijke motivatie. Als je hoort dat haaruitval voor patiënten op de vierde plaats van meest belastende bijwerkingen staat, weet je dat dit een serieus probleem is.”
Ook betrokken bij het onderzoek van Janssen is gepensioneerd oncoloog Wim Breed, eerder werkzaam in het Eindhovense Catharina-ziekenhuis. Janssen: “Hij is persoonlijk heel erg geïnteresseerd in hoofdhuidkoeling en de mogelijkheden ervan. Hij houdt er informatiebijeenkomsten over, heeft contacten met fabrikanten en streeft ernaar ooit een écht goed product op de markt te brengen. Vooral de aansluiting van de cold cap op de hoofdhuid houdt hem bezig”.

Kennis
De resultaten van het onderzoek zouden uiteindelijk moeten leiden tot een verbetering van de bestaande cold caps. Janssen is optimistisch: “Aan het einde van deze vier jaar is er, denk ik, nog geen heel nieuw apparaat gebouwd, maar zou in elk geval de kennis voorhanden moeten zijn om de bestaande systemen te verbeteren. Dan moeten we in elk geval kunnen weten welke behandeling voor wie geschikt is”.
Rechtstreeks contact met patiënten heeft hij, in tegenstelling tot zijn Tilburgse collega, vooralsnog niet. “Mogelijk komt dat nog, maar de voorschriften voor metingen aan proefpersonen zijn heel streng. Of ik het wel zou wíllen? Zeker, hoewel het ook wel heel confronterend zal zijn. Maar dan zíe je de mensen voor wie je iets hoopt te kunnen betekenen en daar gaat het toch om.”/.