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Innovatives Diagnoseverfahren für Alzheimer

Die Methode sFIDA ermöglicht eine präzise Frühdiagnose von Morbus Alzheimer

Gedächtnisschwäche, Konzentrationsschwierigkeiten, Orientierungsprobleme – Symptome wie diese können auf den Beginn einer Alzheimerschen Demenz hindeuten. Zwischen Verdacht und klinischer Diagnose stehen heute aufwendige Folgeuntersuchungen, in denen die kognitiven Defizite etwa mit Gedächtnistests oder psychologischen Befragungen eingeschätzt werden. Zuverlässigkeit und Genauigkeit dieser Verfahren sind jedoch begrenzt und Fehldiagnosen daher keine Seltenheit. Zudem sind sie erst nach dem Ausbruch der Symptome einsetzbar – an eine Frühdiagnose ist so also nicht zu denken.

Gefährliche Protein-Aggregate zwischen Nervenzellen

Heute weiß man, dass Morbus Alzheimer bereits lange Zeit unentdeckt im Gehirn entsteht und voranschreitet, bevor die Symptome zutage treten. Über Jahre bilden sich dabei Plaque-Ablagerungen des Proteins Amyloid-beta (Aβ) zwischen den Nervenzellen. Während Aβ als einzelnes Einzelmolekül oder "Monomer" harmlos ist und bei allen Menschen gebildet wird, wirken seine Aggregate toxisch. Die Schwächen der heutigen Diagnosemethoden machen die Suche nach einer Therapie besonders schwierig: Wenn mögliche Wirkstoffe an Alzheimerpatienten getestet werden, könnte es für spürbare Verbesserungen bereits zu spät sein. Weil sich der Krankheitsverlauf zudem kaum präzise bestimmen lässt, bleiben positive Effekte möglicherweise unbemerkt.

Forscher suchen deshalb seit Langem nach einem messbaren biologischen Indikator oder "Biomarker" für die Alzheimersche Demenz. Jülicher Wissenschaftler um Dieter Willbold haben hierfür "Aβ-Oligomere" ins Visier genommen. Aβ-Oligomere sind kleinere Aggregate, die als besonders schädlich gelten. Weil sie zudem wasserlöslich sind, können sie sich leicht überall im Gewebe verteilen. Die Oligomer-Konzentration in Körperflüssigkeiten wie Blut oder Nervenwasser könnte deshalb den direktesten und frühesten Biomarker für die Diagnose liefern.

Analyse der Rückenmarksflüssigkeit lässt Rückschlüsse zu

Um selbst winzigste Mengen der Oligomere nachzuweisen, haben die Forscher die Methode "sFIDA" (für engl. surface-based fluorescence intensity distribution analysis) entwickelt. Proben der Rückenmarksflüssigkeit werden dabei auf eine Glasfläche aufgebracht, die mit speziellen "Fänger-Antikörpern" beschichtet ist. Das Aβ-Protein aus der Probe bleibt daran bleiben hängen, Monomere und Oligomere werden so fixiert.

Um sie voneinander unterscheidbar zu machen, kommen weitere Antikörper hinzu, die mit roten und grünen Fluoreszenz-Farbstoffen markiert sind. Da die einzige für sie passende Bindestelle bei den Monomeren bereits durch Fänger-Antikörper blockiert ist, sammeln sich diese Markierungssonden nur an den Oligomeren. Werden die Farbstoffe anschließend zum Fluoreszieren angeregt, sind Oligomere deutlich an ihrem rot-grünen Funkeln erkennbar.

Auf diese Weise gelingt es, selbst einzelne Proteinaggregate aufzuspüren, ohne sich dabei durch die Masse der ungefährlichen, auch bei Gesunden vorkommenden Monomere in der Probe stören zu lassen. In ersten Studien gelang es so mit überraschender Klarheit, die Proben von Alzheimer-Patienten und gesunder Kontrollpersonen zu unterscheiden.

Zudem zeigte sich dabei eine direkte Verbindung zwischen der Oligomer-Konzentration und der Schwere der kognitiven Beeinträchtigungen.

Ansatz könnte sich auch zur Diagnose von Parkinson eignen

Um sFIDA für den routinemäßigen Einsatz zu optimieren und zu validieren, stellte das Bundesministerium für Bildung und Forschung 2013 Fördergelder in Höhe von 1,5 Millionen Euro zur Verfügung. Da Proteinaggregate bei weiteren neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle spielen, könnte sich das Verfahren zudem von der Alzheimerschen Demenz auf andere Leiden übertragen lassen. So arbeiten die Jülicher Wissenschaftler derzeit im Rahmen des internationalen SYMPATH-Projektes daran, sFIDA auf die Parkinson-Krankheit anzuwenden.

Weitere Informationen

Pressemitteilung: Forschung zur Frühdiagnose von Alzheimer (11.09. 2013)

Institute of Complex Systems, Strukturbiochemie (ICS-6)

Forschung des ICS-6 zu Alzheimer (ICS-6)

SYMPATH-Projekt


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