Augenscanner spürt neurodegenerative Erkrankungen auf

In einem EU-Projekt wurden die Möglichkeiten der optischen Kohärenztomografie (OCT) und der Raman-Spektroskopie in einem neuartigen Augenscanner zusammengeführt. Die neue Technologie bietet nun – zusätzlich zu der Darstellung der Struktur im Auge – auch Information auf molekularer Ebene. Damit erhoffen sich die Forscher, neben Augenerkrankungen und Diabetes auch neurodegenerative Erkrankungen im Frühstadium erkennen zu können.

Im Rahmen des Projekts MOON haben die beteiligten Wissenschaftler einen multimodalen Augenscanner entwickelt, der neben der hochaufgelösten Struktur mittels OCT auch eine sensitive molekulare Charakterisierung des Augengewebes liefert. Dazu werden die Möglichkeiten von OCT mit jenen der Raman-Spektroskopie kombiniert. Letztere spürt durch Licht feinste Molekülschwingungen auf, der Chor der Moleküle im Gewebe erzeugt damit ein charakteristisches Spektrum, aus dem sich die Gewebszusammensetzung erschließt. Mit der vereinten Expertise der Projektpartner im MOON-Projekt konnte somit erstmals ein multimodales Gerät entwickelt werden, welches sowohl OCT- als auch Raman spektroskopische Daten aus dem lebenden menschlichen Auge liefert.

Frühe Krankheitserkennung für höhere Heilungschancen

Biochemische Veränderungen aufgrund von krankheitsbedingten Änderungen des Stoffwechsels setzen lange vor tatsächlichen Gewebeschäden ein, welche vor allem in der Netzhaut zu unwiederbringlichen Verlust der Sehfähigkeit führen können. Je früher solche Veränderungen erkannt werden, desto besser für die Patienten, da viele Therapien krankheitsbedingte Schäden nicht rückgängig machen, sondern sie lediglich stoppen können.

Die frühe Diagnose von Erkrankungen braucht daher idealerweise neben Strukturbildgebung auch eine spektroskopische und funktionelle Erfassung des Gewebsstatus. Die mit dem im Projekt entwickelten Prototypen erreichte Bildqualität und Bildgröße für OCT und OCT-Angiografie sei dabei weltweit einzigartig, heißt es in einer Mitteilung der Medizinischen Universität Wien, die an dem Projekt beteiligt war. Die Anwendung von künstlicher Intelligenz erlaube eine zusätzliche Kontrastverbesserung der OCT-Angiografien für funktionelle Bildgebung.

Neben Augenerkrankungen auch neurodegenerative Erkrankungen des Gehirns früh erkennbar

Eine an der Universitätsklinik für Augenheilkunde und Optometrie der MedUni Wien laufende Studie zeigt die Relevanz dieser neuen OCT-Technologie für eine verbesserte Augendiagnostik und Behandlungsplanung bei Diabetespatienten als auch für andere Erkrankungen des Augenhintergrundes.

In laufenden klinischen Studien mit Partnern aus Augenheilkunde, Neurologie, Nuklearmedizin und Klinischer Pharmakologie an der Medizinischen Universität Wien werden jedoch nicht nur Erkrankungen des Auges untersucht, sondern auch neurodegenerative Erkrankungen. Das Auge dient dabei als Fenster zum Gehirn mit der Hypothese, dass neurodegenerative Erkrankungen auch zu Veränderungen des sensiblen Nervengewebes der Netzhaut führen. Als ein Beispiel solcher neuraler Erkrankungen wird die Alzheimer-Demenz untersucht. In den laufenden klinischen Projektstudien konnten bereits erste relevante Raman-Spektren aus dem menschlichen Auge aufgenommen werden – mit ersten Hinweisen auf das diagnostische Potenzial.

Weitere Studien sind bereits mit den klinischen Partnern aus der Ophthalmologie und der klinischen Pharmakologie an der Medizinischen Universität Wien angedacht. Diese sollen die Validität der Raman-Spektroskopie für die Diabetesdiagnostik als auch für andere neurodegenerative Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose oder Parkinson erkunden.

Internationales Projekt im EU-Rahmenprogramm H2020

In dem durch das EU-Rahmenprogramm H2020 geförderten Projekt MOON (Multimodale optische Diagnostik für altersbedingte Erkrankungen des Auges und des Zentralnervensystems) arbeiten Partner aus Österreich, Deutschland, Frankreich und den Niederlanden daran, neue Technologien für die Frühdiagnose dieser Erkrankungen zu entwickeln und erfolgreich in der Therapie und Diagnostik einzusetzen.

Projektpartner sind die Medizinische Universität Wien, das Leibniz-Institut für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT), TNO Optics Expertise Group Delft; Carl Zeiss AG, HORIBA S.A.S., und INNOLUME GmbH.