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Bildgebende Biomarker für Neurodegeneration

Bis zum Jahr 2040 werden allein in Europa 10 Mio. Menschen an Alzheimer-Demenz leiden. Trotz intensiver Forschungen ist Heilung für diese neurodegenerative Erkrankung noch nicht in Sicht, allerdings könnten Früherkennung und Behandlung den Erkrankungsprozess verlangsamen.
Bildgebende Biomarker für Neurodegeneration
Neuere Forschungen zeigen, dass im alternden Gehirn schwerwiegende neurobiologische Veränderungen stattfinden, etwa Läsionen in der weißen Substanz, Bildung von Amyloid-Plaques und Funktionsverlust des Neurotransmitters Dopamin. Solche Veränderungen sind auch bei Patienten mit Neuropathologien wie Demenz und Parkinson zu finden, was die Frühdiagnose weiter erschwert. So wurden bei 20-50 % älterer Menschen ohne klinische Auffälligkeiten Alzheimer- typische Amyloidablagerungen im Gehirn entdeckt.

Das EU-finanzierte Projekt AMYDA (Disentangling the contributions of dopamine and amyloid burden to age-related changes in cognition and brain network connectivity in healthy older adults) suchte nun nach aussagefähigen bildgebenden Biomarkern für altersbedingte Hirnveränderungen, die zuverlässig zwischen einem "gesunden" Gehirn und einem Gehirn mit präklinischer Symptomatik unterscheiden können.

AMYDA bewertete mehrere bildgebende Marker für die Alterung im Gehirn. Die Daten hierzu stammen aus der Harvard Aging Brain-Studie der Harvard University und des Massachusetts General Hospital. Überraschenderweise zeigten die Ergebnisse, dass Marker für die Schädigung der weißen Substanz und Marker für die Dopaminfunktion keine gänzlich unabhängigen Biomarker für Gehirnalterung sind. Das Dopaminsystem spiegelt Muster von Schäden an der weißen Substanz und wird durch hohen Blutdruck beeinträchtigt. Die Studien bestätigten auch, dass Schäden der weißen Substanz durch Akkumulation kortikaler Amyloiden beschleunigt werden, was weiter bestätigt, dass diese Marker nicht unabhängig voneinander zu betrachten sind. Somit ist die Aussagefähigkeit isolierter Marker für die Frühdiagnostik von Alzheimer in Frage gestellt.

Mit Techniken wie funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) untersuchte man dann die funktionellen Veränderungen im Gehirn älterer Menschen, um einfache Alterungsprozesse von beginnender Neuropathologie zu unterscheiden.

Die Studienergebnisse zeigten, dass fMRT-Biomarker für die funktionelle Konnektivität empfindlicher und genauer sind als neuropsychologische Standardtests. Insbesondere zeigte ein fMRT der funktionellen Konnektivität des Mittelhirn-Putamens bei Parkinsonpatienten, dass dieser Biomarker direkt mit dem Stadium der Neurodegeneration korreliert. Die mit fMRT ermittelte funktionelle Konnektivität könnte sich damit als Biomarker für die ursächliche Neuropathologie und Frühdiagnose eignen. Die Ergebnisse wurden bislang in drei Beiträgen in Fachzeitschriften veröffentlicht.

Angesichts des stetig wachsenden älteren Bevölkerungsanteils und der enormen sozioökonomischen Belastung durch neurodegenerative Erkrankungen werden Früherkennung und bessere Behandlungsstrategien immer wichtiger. Weitere Forschungen zu bildgebenden Verfahren am Menschen sollen Marker für neurodegenerative Krankheiten und therapeutische Ziele aufzeigen, damit die klinische Therapie möglichst früh beginnen kann, um die Lebensqualität der Patienten zu verbessern.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Bildgebung, Biomarker, Neurodegeneration, Alzheimer, Parkinson, AMYDA, MRI, PET, funktionelle Konnektivität
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