Ein europäisches Forschungsteam arbeitet an einer Methode, Alzheimer an den Augen zu erkennen, lange bevor die unheilbare Erkrankung ausbricht. Nun sind die Wissenschaftler diesem Ziel ein großes Stück nähergekommen.
Mithilfe eines laserbasierten Verfahrens gelingt es den Forschenden unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), eine Alzheimer-erkrankte Netzhaut von einer gesunden anhand ihres spektralen Fingerabdrucks zu unterscheiden.
Dazu haben die Wissenschaftler einen neuen Ansatz: Sie entschlüsseln mit spektroskopischen Mitteln die biochemische Zusammensetzung der Netzhaut. Auf diese Weise können sie minimale Veränderungen aufspüren, noch bevor sie sich auf der Netzhaut niederschlagen. Damit ließen sich Anzeichen für eine entstehende Alzheimer-Erkrankung bereits deutlich früher nachweisen, als das mit derzeitigen Methoden möglich ist.
„Feinste biochemische Modifikationen finden vermutlich bereits statt, bevor sie sich auf der Netzhaut zeigen“, so Dr. Clara Stiebing und Dr. Izabella Jahn vom Leibniz-IPHT, Erstautorinnen der Studie. Während sich morphologische Veränderungen der Netzhautschichten mit der gängigen optischen Kohärenztomographie (OCT) in vivo diagnostizieren lassen, können Abweichungen in der biochemischen Zusammensetzung so jedoch nicht erkannt werden. „Hier liefert die Raman-spektroskopische Untersuchung einen entscheidenden Beitrag, um die Genauigkeit der Diagnose zu verbessern“, so Prof. Jürgen Popp, wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-IPHT.
Diagnoseplattform
Gemeinsam mit der Medizinischen Universität Wien und Partnern aus den Niederlanden haben die Wissenschaftler eine neuartige Diagnoseplattform für altersbedingte Augenkrankheiten und Alzheimer entwickelt. Sie kombiniert die Raman-Spektroskopie mit der OCT. „Mit den jüngsten Ergebnissen haben wir einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu einer frühzeitigen und zuverlässigen Diagnostik erreicht“, ist Professor Rainer Leitgeb von der Medizinischen Universität Wien überzeugt. Er koordiniert das europäische Forschungsprojekt.
Neuer Weg
Ob spezifische Biomarker für eine Alzheimer-Erkrankung nichtinvasiv in der Netzhaut nachgewiesen werden können, ist in der Forschung umstritten. In einigen Studien konnten die für die Erkrankung charakteristischen Eiweißablagerungen — amyloide Plaques und Tau-Fibrillen — sowohl in menschlichen Netzhäuten wie an Mausmodellen identifiziert werden. Andere dagegen berichten vom Fehlen dieser Indizien und stellen den diagnostischen Wert des Ansatzes infrage.
Indem die Forschenden erstmals spektroskopische Methoden zur Unterscheidung von gesunden und kranken Proben verwendet haben, zeigen sie nun einen neuen Weg auf, um eine Alzheimer-Erkrankung an der Netzhaut zu erkennen. „Wir haben zwei definierte Mausmodelle biochemisch charakterisiert“, so Clara Stiebing. Dabei konnten die einzelnen Schichten der Netzhaut anhand von Querschnitten über ihren unterschiedlichen Gehalt an Nukleinsäuren, Rhodopsin, Lipiden und Proteinen biochemisch identifiziert werden. Anhand von Frontalaufnahmen konnten sie gesunde und kranke Maus-Retinas mit einer Genauigkeit von 86 Prozent unterscheiden.
Gerät vor medizinischer Zulassung
Man müsse natürlich vorsichtig sein, Ergebnisse aus Messungen an Mäusen auch auf den Menschen zu verallgemeinern, so Leitgeb. „Die neuen Ergebnisse bestärken uns jedoch in unserem konkreten Ziel, auch neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer durch einen einfachen Augenscan erkennen zu können.
Die Partner der Medizinischen Universität Wien bauen nun ein Gerät, das die Raman-Spektroskopie mit der optischen Kohärenztomografie (OCT) kombiniert. Die medizinische Zulassung soll im kommenden Monat abgeschlossen sein. Sobald sie erfolgt ist, kann das Gerät an ersten Patientinnen und Patienten getestet werden. Sie müssen sich dann lediglich vor das Gerät setzen und ihr Auge berührungsfrei abrastern. Wenige Minuten später sollen sie dann eine verlässliche Diagnose erhalten.