Alzheimer: Lange bevor die ersten Gedächtnisstörungen auftreten, könnte laut diesen Forschern bereits eine stille Veränderung stattfinden

Die Angst vor der Alzheimer-Krankheit rührt oft von dieser schwindelerregenden Vorstellung: Das Gehirn beginnt sich still und leise zurückzubilden, lange bevor die ersten Gedächtnislücken auftreten. Hinter diesem Bild verbergen sich reale Proteine, allen voran das Beta-Amyloid-Protein, das von Neurologen bereits als Marker der Krankheit überwacht wird. Bisher war bekannt, dass es sich Jahre vor den Symptomen ansammelt; heute versteht man besser, wie es mit einer tatsächlichen Schrumpfung des Gehirngewebes einhergeht. Eine in NeuroImage: Clinical veröffentlichte Studie verfolgte 1.329 Personen über 50 Jahre ohne anfängliche Demenz mit anspruchsvoller Hirnbildgebung: Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zur Visualisierung von Beta-Amyloid und Magnetresonanztomographie (MRT) zur Messung des Gehirnvolumens. Die Forscher zeigen, dass die anfängliche Menge an Beta-Amyloid ein späteres Dünnerwerden von Schlüsselregionen voraussagt, Jahre bevor eine Demenz auftritt. Eine Spur, die die Art und Weise, wie wir die Krankheit antizipieren, in Frage stellt.

Beta-Amyloid und Tau: Die Schlüsselproteine der Alzheimer-Krankheit

Die Alzheimer-Krankheit zeichnet sich durch zwei Hauptläsionen aus: Plaques, die durch das Beta-Amyloid-Protein gebildet werden, das sich um die Neuronen ablagert, und Verwicklungen innerhalb der Zellen, die aus abnormalem Tau-Protein bestehen. Diese Ablagerungen treten oft zuerst im Hippocampus auf, einer für das Gedächtnis wichtigen Region, und breiten sich dann auf den temporalen und parietalen Kortex aus. Dieser Prozess wird von einer fortschreitenden Gehirnatrophie begleitet, die im MRT sichtbar ist und mit den bei Patienten beschriebenen Gedächtnis-, Sprach- und Alltagsorganisationsstörungen in Verbindung steht.

Diese Proteine dienen bereits als Biomarker in der Klinik: Im Liquor cerebrospinalis ist das Beta-Amyloid verringert, während Tau und phosphoryliertes Tau erhöht sind; das Amyloid-PET zeigt die Bereiche, in denen sich das Protein ansammelt; das MRT verdeutlicht den Volumenverlust von Strukturen wie dem Hippocampus. Die AMYPAD-Teams wollten wissen, ob das anfängliche Niveau von Beta-Amyloid das Tempo der Gehirnschrumpfung in einzelnen Regionen bei Menschen ohne wesentliche kognitive Beeinträchtigungen vorhersagen kann.

Wenn Beta-Amyloid die Schrumpfung des Gehirns ankündigt

Die Forscher analysierten die Daten von 1.329 Freiwilligen mit einem Durchschnittsalter von 68,2 Jahren, von denen 56 % Frauen waren und die bei der Aufnahme keine Demenzvorgeschichte hatten. Vierzig Prozent hatten mindestens eine Kopie des APOE-ε4-Gens, das das Alzheimer-Risiko erhöht. Alle wurden zu Beginn einer MRT und einem Amyloid-PET unterzogen, und 684 wiederholten diese Untersuchungen nach einer mittleren Verzögerung von 3,4 Jahren. Mit der Zeit nahmen die Gehirnvolumina ab, insbesondere in den temporalen und parietalen Regionen, dem Hippocampus und der Amygdala.

Als die Forscher diese Veränderungen mit der anfänglichen Beta-Amyloid-Belastung im Kortex in Zusammenhang brachten, ergab sich ein anderes Muster. Je höher die Konzentration dieses Proteins zu Beginn war, desto mehr wurde später ein Volumen- und Dickenrückgang in verschiedenen Regionen beobachtet, insbesondere:

• im Gyrus fusiformis, im Gyrus parahippocampalis, im Precuneus und im hinteren cingulären Kortex,
• in tiefen Strukturen wie dem Hippocampus, der Amygdala und einigen lateralen Temporallappenbereichen.

Bemerkenswert ist, dass die Atrophie des Gyrus fusiformis mit Beta-Amyloid in Verbindung blieb, selbst wenn die Tau-Protein-Werte im Liquor cerebrospinalis berücksichtigt wurden. Der Effekt von Beta-Amyloid auf die Atrophie war auch in den temporalen Regionen bei Frauen stärker ausgeprägt und in den frontalen, lateralen temporalen Regionen und dem Hippocampus bei Trägern von mindestens einem APOE-ε4-Allel stärker. „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass bei älteren Erwachsenen, deren Kognition im Wesentlichen erhalten ist, die Basiskonzentrationen von Aβ-PET [durch PET bewertete Beta-Amyloid-Konzentrationen] eine künftige Hirnatrophie vorhersagen, die Atrophie des Gyrus fusiformis unabhängig von der Tau-Pathologie [Akkumulation von Tau-Proteinen im Gehirn] und die Aβ-aufgrundbedingte Atrophie regional bei Frauen und Trägern des APOE-ε4-Allels verstärkt ist. Das regionale Volumen und die kortikale Dicke können als sensible Marker für die frühe, mit Aβ-verbundene Neurodegeneration dienen und helfen, das Risiko in Präventionsstudien zur Alzheimer-Krankheit zu stratifizieren“, schlussfolgern Leonard Pieperhoff und seine Kollegen in dieser von PsyPost begleiteten Studie.

Früherkennung: Was ändern diese Ergebnisse heute?

Für die Autoren bestätigen diese Daten, dass das Volumen und die Dicke bestimmter Kortexregionen als sehr sensible Marker einer neurodegeneration im Zusammenhang mit Beta-Amyloid dienen können, in einem Stadium, in dem die Kognition weitgehend intakt bleibt. Das Gehirn beginnt sich lange vor Gedächtnisbeschwerden zu verändern: Das Verhalten dieser Marker erscheint logisch… zumindest auf neuronaler Ebene, denn alles deutet darauf hin, dass sich die Läsionen allmählich entwickeln und dann einen Schwellenwert erreichen, über den hinaus die Symptome auftreten.

In der Praxis verbleiben das Amyloid-PET und die strukturelle MRT spezialisierte Untersuchungen, die vor allem Gedächtniszentren und heiklen Diagnosesituationen vorbehalten sind. Die AMYPAD-Studie schlägt kein Massen-Screening vor und erlaubt als Beobachtungsstudie keine genaue Vorhersage des Auftretens einer Demenz bei jedem Individuum. Sie verfeinert vielmehr unser Verständnis der frühen biologischen Stadien der Alzheimer-Krankheit.