Alzheimer: Netzhautaufnahmen ermöglichen Vorhersage von Risikofaktoren

Eine neue großangelegte Studie hat gezeigt, dass gängige Netzhautaufnahmen viele der häufigsten Risikofaktoren, die mit der Entstehung der Alzheimer-Krankheit in Verbindung stehen, zuverlässig vorhersagen könnten.

„Wir wissen, dass sich die Alzheimer-Krankheit über Jahrzehnte hinweg entwickelt. Doch die meisten Diagnosewerkzeuge konzentrieren sich auf die Pathologie im Spätstadium, wenn es für eine Intervention bereits zu spät ist“, erklärte Prof. Ruogu Fang, Professorin für Biomedizintechnik an der University of Florida (UF, USA), die die neue Studie leitete. „Durch die Untersuchung neuartiger Biomarker wie der Netzhautgesundheit bieten wir neue Möglichkeiten, Risikopatienten zu identifizieren. So können wir geeignete Tests anbieten und sie ermutigen, einen gesunden Lebensstil zu entwickeln, um ihr Risiko zu mindern.“

Fang und ihre Kooperationspartner, darunter Dr. Adam Woods von der UF und der Meta-Forscher Dr. Yunchao Yang, veröffentlichten ihre Ergebnisse im Fachjournal „Journal of Alzheimer’s Disease“. Die Arbeit wurde teilweise von der National Science Foundation gefördert.

KI-Modell: Identifikation von Netzhautbereichen die mit Alzheimer-Risikofaktoren in Verbindung stehen

Im Rahmen der Routineversorgung werden bei vielen Patienten Bildaufnahmen der Augen erstellt. Besonders bei Diabetes, Glaukom oder Katarakt entstehen im Laufe der Jahre zahlreiche Netzhautaufnahmen. Selbst bei Augenuntersuchungen zur Anpassung einer Brille werden Fotos aufgenommen. Diese nahezu flächendeckende Verfügbarkeit macht die Analyse von Netzhautaufnahmen nach Meinung der Forschenden einfach und kostengünstig. Im Vergleich zu anderen, teureren Technologien wie MRT-Untersuchungen sei das ein großer Vorteil.

Mithilfe von maschinellem Lernen analysierte Fangs Gruppe Netzhautaufnahmen von mehr als 40.000 Patienten aus einer in Großbritannien ansässigen Patientendatenbank. Das Team konnte so Bereiche der Netzhaut identifizieren, die mit Alzheimer-Risikofaktoren wie beispielsweise den Arterien und dem Sehnerv in Verbindung stehen.

„Mithilfe von KI sind wir nun in der Lage, bei Tausenden von Probanden subtile Veränderungen der Netzhaut zu erkennen, die zuvor übersehen wurden. Diese könnten als zuverlässige Indikatoren für ein zukünftiges Krankheitsrisiko dienen“, so Seowung Leem, Doktorand an der UF und Erstautor der Veröffentlichung.

Das KI-Modell war nach Angaben der Wissenschaftler in der Lage, biologische Merkmale wie Geschlecht oder Blutdruck sowie Lebensstilfaktoren, die mit der Entstehung von Alzheimer in Verbindung stehen – etwa Rauchen, Alkoholkonsum und sogar Schlaflosigkeit – präzise vorauszusagen. Viele dieser Faktoren werden zwar in den Krankenakten der Patienten erfasst, jedoch sind diese Aufzeichnungen oft unvollständig. Bei einigen, wie Alkohol und Rauchen, stützt man sich zudem auf unzuverlässige Selbstauskünfte.

Risikopatienten besser und frühzeitig identifizieren

Daher könnten diese Netzhautaufnahmen den Forschenden zufolge eine weitere, objektivere Möglichkeit bieten, diese Risikofaktoren zu erkennen. Zudem könnten die Netzhautbilder im Laufe der Jahre akkumulierte Schäden erfassen, die bei Patienten mit ähnlichen Risikofaktoren variieren würden.

„Die Netzhautmorphologie könnte messbare Indikatoren für die neurovaskuläre Integrität liefern, die für die Anfälligkeit für die Alzheimer-Krankheit von großer Bedeutung ist“, betonte Fang, die auch dem McKnight-Brain-Institute angehört. „In diesem Sinne fungiert die Netzhautbildgebung weniger als Ersatz für einen Fragebogen. Vielmehr dient sie als integrierter biologischer Sensor für das kumulative Risiko.“

Fangs Gruppe hat bereits nachgewiesen, dass Netzhautaufnahmen aktive Fälle der Alzheimer-Krankheit erkennen können. Zudem gehen Wissenschaftler mittlerweile davon aus, dass die Krankheit über viele Jahre, ja sogar Jahrzehnte hinweg fortschreitet. Daher könnte die Identifizierung früher Risikofaktoren dazu beitragen, Patienten besser und schneller zu erkennen. Präventive Maßnahmen wie schützende Änderungen des Lebensstils, bestimmte Medikamente oder kognitives Training könnten so bereits frühzeitig eingeleitet werden. Dies ist wichtig, bevor irreversible Hirnschäden auftreten.

(sas/BIERMANN)