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Einem Forschungsteam vom Leibniz-IPHT ist m\u00f6glicherweise ein gro\u00dfer Schritt gelungen. Das Team versucht eine Alzheimer-Erkrankung weit vor dem Erkennen klinischer Symptome an Hand spektraler Ver\u00e4nderungen der Netzhaut zu erkennen.<\/p>\n
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Es klingt vielversprechend, Alzheimer an den Augen erkennen, lange bevor die unheilbare Erkrankung ausbricht. Diesem Ziel ist ein europ\u00e4isches Forschungsteam unter Beteiligung des Leibniz-Instituts f\u00fcr Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) einen Schritt n\u00e4her gekommen. Mithilfe eines laserbasierten Verfahrens gelingt es den Forschenden, eine Alzheimer-erkrankte Netzhaut von einer gesunden anhand ihres spektralen Fingerabdrucks zu unterscheiden. Anders als bislang vorliegende Studien setzen die Forschenden nicht auf den kontrovers diskutierten Nachweis bestimmter Biomarker \u2014 etwa alzheimertypischer Eiwei\u00dfablagerungen \u2014, sondern entschl\u00fcsseln mit spektroskopischen Mitteln die biochemische Zusammensetzung der Netzhaut.<\/p>\n
So k\u00f6nnen sie minimale Ver\u00e4nderungen aufsp\u00fcren, noch bevor sich diese auf der Netzhaut niederschlagen. Damit lie\u00dfen sich Anzeichen f\u00fcr eine entstehende Alzheimer-Erkrankung bereits deutlich fr\u00fcher nachweisen, als dies mit derzeitigen Methoden m\u00f6glich ist. Die Ergebnisse ver\u00f6ffentlichte das Forschungsteam in der Fachzeitschrift ACS Chemical Neuroscience.<\/p>\n
\u201eFeinste biochemische Modifikationen finden vermutlich bereits statt, bevor sie sich auf der Netzhaut zeigen\", erl\u00e4utern Dr. Clara Stiebing und Dr. Izabella Jahn vom Leibniz-IPHT, Erstautorinnen der Studie. W\u00e4hrend sich morphologische Ver\u00e4nderungen der Netzhautschichten mit der g\u00e4ngigen optischen Koh\u00e4renztomographie (OCT) in vivo diagnostizieren lassen, k\u00f6nnen Abweichungen in der biochemischen Zusammensetzung so jedoch nicht erkannt werden. \u201eHier liefert die Raman-spektroskopische Untersuchung einen entscheidenden Beitrag, um die Genauigkeit der Diagnose zu verbessern\", so Prof. J\u00fcrgen Popp, wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-IPHT.<\/p>\n
Gemeinsam mit der Medizinischen Universit\u00e4t Wien sowie Partnern aus den Niederlanden entwickelt das Team vom Leibniz-IPHT eine neuartige Diagnoseplattform f\u00fcr altersbedingte Augenkrankheiten und Alzheimer. Sie kombiniert die Raman-Spektroskopie mit der OCT. \u201eMit den j\u00fcngsten Ergebnissen haben wir einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu einer fr\u00fchzeitigen und zuverl\u00e4ssigen Diagnostik erreicht\", urteilt Professor Rainer Leitgeb von der Medizinischen Universit\u00e4t Wien, der das europ\u00e4ische Forschungsprojekt koordiniert.<\/p>\n
Ob spezifische Biomarker f\u00fcr eine Alzheimer-Erkrankung nichtinvasiv in der Netzhaut nachgewiesen werden k\u00f6nnen, ist in der Forschung umstritten. In einigen Studien konnten die f\u00fcr die Erkrankung charakteristischen Eiwei\u00dfablagerungen \u2014 amyloide Plaques und Tau-Fibrillen \u2014 sowohl in menschlichen Netzh\u00e4uten wie an Mausmodellen identifiziert werden. Andere dagegen berichten vom Fehlen dieser Indizien und stellen den diagnostischen Wert des Ansatzes infrage.<\/p>\n
Indem die Jenaer 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. \u201eWir haben zwei definierte Mausmodelle biochemisch charakterisiert\", berichtet Clara Stiebing. Dabei gelang es den Forschenden, die einzelnen Schichten der Netzhaut anhand von Querschnitten \u00fcber ihren unterschiedlichen Gehalt an Nukleins\u00e4uren, Rhodopsin, Lipiden und Proteinen biochemisch zu identifizieren. Anhand von Frontalaufnahmen \u2014 die der angestrebten In-vivo-Anwendung n\u00e4her kommen \u2014 konnten sie gesunde und kranke Maus-Retinas mit einer Genauigkeit von 86 Prozent unterscheiden. Deutliche Anh\u00e4ufungen amyloider Plaques konnten weder in den Querschnitten, noch in den Frontalaufnahmen gefunden werden.<\/p>\n
Dass spektroskopische Untersuchungen der Netzhaut \u2014 ein Augenscan per Laserlicht \u2014 theoretisch m\u00f6glich sind und wertvolle Hinweise auf Krankheiten liefern k\u00f6nnen, hatte das Jenaer Forschungsteam bereits in einer fr\u00fcheren Studie gezeigt.<\/p>\n
Man m\u00fcsse nat\u00fcrlich vorsichtig sein, Ergebnisse aus Messungen an M\u00e4usen auch auf den Menschen zu verallgemeinern, pr\u00e4zisiert Rainer Leitgeb. \u201eDie neuen Ergebnisse best\u00e4rken uns jedoch in unserem konkreten Ziel, auch neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer durch einen einfachen Augenscan erkennen zu k\u00f6nnen. Auch ohne den wie bisher angenommenen Ablagerungen von amyloiden Plaques gibt es Ver\u00e4nderungen der Netzhaut, welche potentiell durch die Raman Spektroskopie erkannt werden k\u00f6nnten. Damit h\u00e4tte man ein objektives und vergleichbares diagnostisches Merkmal, welches auch f\u00fcr die Entwicklung von Medikamenten von gro\u00dfer Wichtigkeit w\u00e4re. Wie spezifisch diese Ver\u00e4nderungen wirklich sind, m\u00fcssen letztlich die angestrebten Studien am Menschen zeigen.<\/p>\n
Die Partner der Medizinischen Universit\u00e4t Wien bauen nun ein Ger\u00e4t, das die Raman-Spektroskopie mit der optischen Koh\u00e4renztomografie (OCT) kombiniert. Die medizinische Zulassung solle im kommenden Monat abgeschlossen sein, berichtet Rainer Leitgeb. Sobald sie erfolgt ist, kann das Ger\u00e4t an ersten Patientinnen und Patienten getestet werden. Die w\u00fcrden sich dann davor setzen, ihr Auge ber\u00fchrungsfrei abrastern lassen und wenige Minuten sp\u00e4ter eine verl\u00e4ssliche Diagnose erhalten.<\/p>\n
Publikation: Clara Stiebing, Izabella J. Jahn, Michael Schmitt, Nanda Keijzer, Robert Kleemann, Amanda J. Kiliaan, Wolfgang Drexler, Rainer A. Leitgeb, and J\u00fcrgen Popp: Biochemical Characterization of Mouse Retina of an Alzheimer's Disease Model by Raman Spectroscopy. ACS Chem. Neurosci. 2020, 11, 20, 3301\u20133308. doi.org\/10.1021\/acschemneuro.0c00420<\/p>\n
Das Forschungsprojekt MOON \/\/ Multimodale optische Diagnostik f\u00fcr altersbedingte Erkrankungen des Auges und des Zentralnervensystems<\/p>\n
Die neuen Technologien f\u00fcr die Diagnose altersbedingter Augenerkrankungen und neurodegenerativer Erkrankungen erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Jenaer Leibniz-IPHT gemeinsam mit Partnern aus \u00d6sterreich, Frankreich und den Niederlanden. Die Europ\u00e4ische Union f\u00f6rdert das Projekt MOON (multimodale optische Diagnostik f\u00fcr altersbedingte Erkrankungen des Auges und des Zentralnervensystems) im Rahmen des Horizon2020-Programms mit rund 3,7 Millionen Euro als Initiative der Photonics Public-Private-Partnership (\u00d6ffentlich-Private-Partnerschaft) Photonics21.<\/p>\n