Erforschung von Blutmarkern für Demenzerkrankungen macht Fortschritte

Bei der Alzheimer’s Association International Conference (AAIC) 2019 in Los Angeles wurde von signifikanten Fortschritten in der weltweiten Entwicklung von Bluttests für Alzheimer und andere Demenzerkrankungen berichtet.

Derzeit können Veränderungen im Gehirn, die vor Alzheimer-Demenzsymptomen auftreten, nur durch Positronen-Emissionstomographie-Scans (PET) und durch die Messung von Amyloid- und Tau-Proteinen in der Rückenmarksflüssigkeit zuverlässig beurteilt werden. Viele dieser Tests sind teuer und gegebenenfalls invasiv, wie etwa die Lumbalpunktion. Zudem stehen diese Methoden häufig gar nicht zur Verfügung, werden von der Krankenversicherung nicht bezahlt oder sind schwer zugänglich.

“Es besteht ein großer Bedarf an einfachen, zuverlässigen, kostengünstigen, nicht invasiven und leicht verfügbaren Werkzeugen für die Alzheimer-Diagnose”, sagt Dr. Maria C. Carrillo, Chief Science Officer der Alzheimer’s Association. “Familien, die heute und in Zukunft mit Alzheimer konfrontiert sind, würden von einfachen und allgemein zugänglichen Diagnosemethoden profitieren, die eine genaue Erkennung früher im Krankheitsprozess sowie die richtige Versorgung und Planung ermöglichen.”

Wie lässt sich Plasma-Amyloid mit anderen Alzheimer-Biomarkern vergleichen?

In einer im Januar 2018 veröffentlichten Studie beschrieben Akinori Nakamura vom National Center for Geriatrics and Gerontology, Obu, Japan und seine Kollegen den potenziellen Blutbiomarker Amyloid-Beta, anhand welchem das Risiko, in der Zukunft an Alzheimer-Demenz zu erkranken, möglicherweise identifiziert werden könnte. Die Technologie misst die Plasmaspiegel von Amyloid-bezogenen Peptiden (Aβ1-42, Aβ1-40 und APP669-711), und der Biomarker wird durch Kombinieren der Peptid-Verhältnisse generiert (APP669-711/Aβ1-42 und Aβ1-40/Aβ1-42).

Auf der AAIC 2019 berichteten Nakamura und Kollegen nun über die Ergebnisse einer Studie zur Analyse des Plasma-Biomarkers im Vergleich zum Amyloid-PET-Scan (Betrachtung der Aβ-Deposition), zur strukturellen MRT (Betrachtung der Hirnatrophie), zum FDG-PET (Betrachtung des Glukose-Hypometabolismus) und zu Verhaltenstests (MMSE/Betrachtung des kognitiven Abbaus). Sie analysierten 201 Proben (davon 70 kognitiv normale, 46 mit milder kognitiver Beeinträchtigung, 61 mit Alzheimer und 24 mit nicht-Alzheimer-Demenz) von drei verschiedenen Instituten in Japan.

Die zusammengesetzten Blutbiomarkerwerte korrelierten signifikant mit Amyloid-PET-Werten, MRT, FDG-PET  und MMSE.

“Wir stellten fest, dass der Plasma-Biomarker frühe Amyloid-Ablagerungen erkennen kann, noch bevor Demenzsymptome auftreten”, sagte Nakamura. “Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Plasma-Biomarker für jene Personen nützlich sein kann, bei denen ein Risiko besteht, an Alzheimer zu erkranken. Dies kann in klinischen Studien für Alzheimer-Therapien helfen und auch jene Studien beschleunigen, die untersuchen, welche Auswirkungen eine nicht medikamentöse Intervention sowie das Risikomanagement und ein bestimmter Lebensstil auf die Progression von Alzheimer haben.”

Alpha-Synuclein, Amyloid und Tau in roten Blutkörperchen

Ein häufiges Merkmal vieler degenerativer Hirnerkrankungen ist das Auftreten einer fehlerhafter Proteinfaltung, unter anderem in Bezug auf alpha-Synuclein (alpha-syn), Amyloid-Beta (Aβ) und Tau, sowohl im Gehirn als auch in peripheren Flüssigkeiten. Es wird seit Kurzem davon ausgegangen, dass die physische Interaktion von alpha-syn mit Amyloid und Tau an der Ursache und der Progression dieser Krankheiten beteiligt sind.

Abweichende Amyloide und Tau-Proteine sind die wichtigsten Bausteine der charakteristischen Hirnläsionen bei der Alzheimer-Krankheit, wobei diese Abweichungen auch bei anderen Erkrankungen auftreten. alpha-syn ist ein wichtiger Bestandteil von Lewy-Körpern, den Proteinklumpen, die das Kennzeichen der Parkinson-Krankheit und der Lewy-Körper-Demenz sind.

Filippo Baldacci von der Abteilung für Klinische und Experimentelle Medizin an der Universität Pisa in Italien und Institut für Gedächtnis- und Alzheimer-Erkrankungen (IM2A), Abteilung für Neurologie am Pitié-Salpêtrière-Krankenhaus in Paris, untersuchten mit Kollegen, ob anhand von alpha-syn-Konzentrationen und deren Kombination mit Amyloid und Tau (alpha-syn/Aβ und alpha-syn/tau) in roten Blutkörperchen Alzheimer-Patienten von gesunden Personen korrekt unterscheidbar sind.

Es wurden 39 Personen mit Alzheimer im Frühstadium mit einer aus 39 Personen bestehenden altersgerechten gesunden Kontrollgruppe in Bezug auf die Konzentrationen von alpha-syn, alpha-syn/Aβ und alpha-syn/tau verglichen. Alzheimer-Patienten erhielten eine Biomarker-basierte Diagnose (CSF Aβ und CSF Gesamt-Tau-Werte und/oder Phospho-Tau; alternativ ein positiver Amyloid-PET-Scan des Gehirns).

Die Forscher in dieser Studie fanden heraus, dass im Vergleich zur Kontrollgruppe bei Personen mit Alzheimer niedrigere Konzentrationen von alpha-syn, alpha-syn/Aβ und alpha-syn/tau in den roten Blutkörperchen (red blood cells; RBC) vorhanden waren. RBC alpha-syn/Aβ und RBC alpha-syn/tau unterschieden Alzheimer-Patienten von gesunden Kontrollpersonen mit “angemessener Genauigkeit” (AUROC = 0,76 bzw. 0,72). RBC alpha-syn erwies sich als weniger genau (AUROC = 0,63).

“Unsere Ergebnisse zeigten, dass Alzheimer-Patienten im Vergleich zu gesunden Personen viel geringere Konzentrationen von alpha-Synuclein sowie Kombinationen mit Amyloid und Tau in ihren roten Blutkörperchen aufwiesen”, sagte Baldacci. “Weiterführende Forschungen und Nachweise könnten diese Erkenntnis zu einem guten Instrument machen, um Menschen mit Alzheimer zu identifizieren. Wir führen aktuell Experimente durch, um zu überprüfen, ob Alzheimer von anderen Hirnerkrankungen wie Lewy-Körperchen-Demenz oder Parkinson-Demenz unterschieden werden kann.”

“Rote Blutkörperchen können praktikable und relevante Modelle für die Neurodegeneration sein, da sie wahrscheinlich an der Akkumulation und Beseitigung fehlerhaft gefalteter Proteine beteiligt sind”, fügte Baldacci hinzu.