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Neuer Biomarker für Nervenzellschäden

Die Entdeckung spezieller Proteine, die Nervenzellschäden anzeigen, kann möglicherweise Impulse für die Entwicklung neuer Wirkstoffe zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen geben. Der Biomarker ist im Hirnwasser und auch im Blut nachzuweisen.

Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), des Hertie-Instituts für klinische Hirnforschung und der Universität Tübingen haben im Blut und Hirnwasser Proteine identifiziert, die Schäden an Nervenzellen widerspiegeln. Die aktuellen Befunde legen nahe, dass sich mittels der Konzentration dieser „leichten Neurofilamente“ der Verlauf neurodegenerativer Erkrankungen wie auch der Therapieerfolg überwachen lässt. Ein solcher Biomarker kann außerdem Impulse setzen für die Entwicklung neuer Therapeutika.

„Unsere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass sich über die Neurofilament-Konzentration sowohl im Tiermodell als auch beim Menschen der Krankheitsverlauf verfolgen lässt“, sagt Mathias Jucker, Gruppenleiter am Tübinger DZNE-Standort und Direktor am Hertie-Institut. „Außerdem haben wir festgestellt, dass die Messwerte empfindlich reagieren, wenn man die Krankheitsmerkmale im Gehirn experimentell beeinflusst. Anhand der Neurofilament-Konzentration könnte es daher möglich sein, die Wirkung einer Behandlung zu überprüfen, sowohl in präklinischen Laboruntersuchungen als auch im Rahmen klinischer Studien.“

Bei den „leichten Neurofilamenten“ (neurofilament light chain proteins) handelt es sich um Komponenten des Zytoskeletts, das Nervenzellen Form und Stabilität verleiht. Die fadenförmigen Proteine liegen überwiegend im Inneren der Nervenzellen und können bei Zellverletzungen freigesetzt werden. Diese schon länger bekannte Tatsache nahmen Professor Jucker und seine Kollegen zum Anlass, die Konzentration der Neurofilamente im Blut und Hirnwasser genauer zu analysieren. Sie untersuchten dazu Mäuse mit Akkumulation von Alpha-Synuclein, Tau- oder Beta-Amyloid in den Hirnzellen. Solche Ablagerungen werden mit Schäden an Nervenzellen in Verbindung gebracht. Ferner untersuchten die Wissenschaftler Bioproben von Patienten mit Alzheimer, Parkinson und anderen neurodegenerativen Erkrankungen.

Bei den Mäusen zeigte sich ein enger Zusammenhang zwischen der Konzentration der Neurofilamente in Hirnwasser und Blut. Überdies waren die Messwerte umso höher, je weiter die Hirnschäden vorangeschritten waren. Wurden die krankhaften Veränderungen verstärkt oder deren Entwicklung gezielt gebremst, so stieg beziehungsweise sank die Konzentration. Bei Patienten korrelierten die Messwerte im Blut und Hirnwasser ebenfalls stark miteinander. Zudem lagen sie höher als bei gesunden Personen.

„Das besondere Potenzial dieses Biomarkers besteht darin, dass er gleichermaßen im Tiermodell als auch beim Menschen aussagekräftig ist. Dadurch lassen sich die Befunde aus Tiermodellen auf klinische Studien übertragen und deren Ergebnisse direkt miteinander vergleichen. Das ist entscheidend für die Entwicklung neuer Therapien“, sagt Jucker. „Hinzu kommt, dass man nicht auf eine Entnahme von Hirnwasser angewiesen ist. Denn die erforderliche Punktion des Rückenmarks kann für die betreffende Person belastend sein. Unsere Studie zeigt, dass die Blutwerte ebenfalls Auskunft geben über die Neurodegeneration im Gehirn, denn die Konzentrationen der Neurofilamente im Blut und Hirnwasser sind eng miteinander gekoppelt. Für klinische Studien am Menschen dürfte daher eine simple Blutprobe ausreichen.“

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