Mikrogefäßveränderungen im Auge könnten auf kognitiven Abbau hinweisen

Forscher der Rutgers University, New Brunswick, USA, untersuchen mithilfe moderner Bildgebungsverfahren, ob Anomalien der Blutgefäße im Auge frühe Hinweise auf neurodegenerative Veränderungen im Gehirn liefern können.

Die Studie prüft, ob mikrovaskuläre Anomalien im Augenweiß auf frühe neurodegenerative Veränderungen hinweisen können, die mit altersbedingtem kognitivem Verfall und der Alzheimer-Krankheit in Verbindung stehen. Gina Roslan, Doktorandin, und Joshua W. Miller, Professor und Vorsitzender des Fachbereichs für Ernährungswissenschaften an der Fakultät für Umwelt- und Biowissenschaften leiten die Arbeit.

Das campusübergreifende Projekt wird in Zusammenarbeit mit dem Center for Advanced Human Brain Imaging Research am Rutgers Brain Health Institute (BHI), Piscataway, USA, durchgeführt. Das Zentrum finasnziert das Projekt durch einen Pilotzuschuss.

Computergestützte Intravitalmikroskopie zeichnet winzige Blutgefäße im Augenweiß in Echtzeit auf

Die Forscher nutzen ein nichtinvasives Verfahren namens computergestützte Intravitalmikroskopie. Die University of California, Davis (USA) entwickelte diese Technik, um winzige Blutgefäße im Augenweiß in Echtzeit aufzuzeichnen. Sie ermöglicht den Forschern, Anomalien in Mikrogefäßen zu erkennen sowie deren Größe und Durchblutungsgeschwindigkeit zu messen.

Frühere Untersuchungen mit computergestützter Intravitalmikroskopie haben gezeigt, dass ungewöhnliche Blutgefäße häufig im Auge bei Menschen mit Erkrankungen wie Diabetes, Bluthochdruck und Sichelzellenanämie vorkommen. Roslan und Miller untersuchen nun, ob solche pathologischen Veränderungen mit Prozessen im Gehirn in Verbindung stehen, die altersbedingte kognitive Beeinträchtigungen sowie ein erhöhtes Risiko für Alzheimer und andere Demenzformen begünstigen.

Teilnehmer mit kognitiver Beeinträchtigung zeigen mehr Mikrovaskulatur-Anomalien im Auge

In der Studie arbeiten die Forscher mit Erwachsenen ab 60 Jahren mit und ohne leichte kognitive Beeinträchtigung. Diese können ein Frühzeichen für altersbedingten kognitiven Verfall darstellen und der Entwicklung von Alzheimer und Demenz vorausgehen.

Die Studienteilnehmer unterziehen sich am Center for Advanced Human Brain Imaging Research des BHI einer computergestützten intravitalen Mikroskopie der Augen. Des Weiteren werden die kognitiven Funktionen beurteilt und das Gehirn mittels Magnetresonanztomographie (MRT) utersucht.

„Unsere ersten Ergebnisse zeigen, dass Teilnehmer mit kognitiver Beeinträchtigung eine größere Anzahl von Mikrovaskulatur-Anomalien im Auge aufweisen als diejenigen mit normaler kognitiver Funktion“, berichtet Roslan.

Die MRT-Aufnahmen zeigten, dass diese Teilnehmer mehr Veränderungen im Gehirn aufweisen. Insbesondere wurde eine Hyperintensität der weißen Substanz, die auf Neurodegeneration hindeutet, festgestellt. Zudem konnte weniger graue Substanz in den tieferen Teilen des Gehirns auf den MRT-Aufnahmen beobachtet werden.

Teilnehmer mit kognitiven Beeinträchtigungen weisen höhere Konzentrationen von Homocystein im Blut auf

Die Forscher fanden außerdem heraus, dass Teilnehmer mit kognitiven Beeinträchtigungen höhere Konzentrationen der Aminosäure Homocystein im Blut aufweisen. Diese Aminosäure steigt tendenziell an, wenn jemand nicht genügend B-Vitamine wie Folsäure, B12 und B6 zu sich nimmt. Zudem wird sie mit einem höheren Risiko für Herzinfarkte, Schlaganfälle und andere Blutgefäßprobleme in Verbindung gebracht.

Mikrogefäßpathologien im Auge und hohe Homocysteinspiegel als frühe Indikatoren für kognitiven Abbau

Die Studie deutet den Autoren zufolge darauf hin, dass Mikrogefäßpathologien im Auge und hohe Homocysteinspiegel im Blut frühe Indikatoren für neurodegenerative Prozesse sein könnten. Diese könnten wiederum zu altersbedingtem kognitivem Verfall, Alzheimer und anderen Formen der Demenz führen.

„Durch die Identifizierung solcher früher Biomarker gehen wir davon aus, dass Risikopersonen erkannt werden können, bevor klinische kognitive Beeinträchtigungen auftreten, und dass Maßnahmen wie Ernährungsumstellung, Nahrungsergänzungsmittel, Medikamente, Gewichtsmanagement, Diabetes-Kontrolle und andere Änderungen des Lebensstils am erfolgreichsten sein könnten, um das Fortschreiten zu verlangsamen oder zu verhindern“, erörterte Miller.

Die computergestützte Intravitalmikroskopie ist derzeit auf Forschungsumgebungen beschränkt. Immer mehr Forschungsergebnisse belegen ihren klinischen Nutzen. Deshalb ist es das langfristige Ziel, diese Technologie in die routinemäßige klinische Praxis zu integrieren.

Zwar sind heute noch keine identischen Augengefäßuntersuchungen zur Erkennung eines kognitiven Rückgangs weit verbreitet, doch werden andere bildgebende Verfahren für verwandte Gesundheitsprobleme eingesetzt. Die optische Kohärenztomographie-Angiographie (OCTA) wird zur Darstellung der Netzhautmikrogefäße verwendet. Sie ist in einigen Augenarztpraxen für Erkrankungen wie die diabetische Retinopathie verfügbar. Jedoch wird ihre Anwendung zur Erkennung kognitiver Einschränkungen noch untersucht, fügte Roslan hinzu.

„Die interdisziplinäre Studie unterstreicht die campusübergreifende Zusammenarbeit an der Rutgers University, bei der Fachwissen aus den Ernährungswissenschaften und der modernen Bildgebung des Gehirns zusammengeführt wird, um eine entscheidende Herausforderung für die öffentliche Gesundheit anzugehen“, so Miller.

(sas/BIERMANN)