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Biomarker für Alzheimer-Krankheit im Frühstadium im Urin entdeckt

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Eine neue Studie von Forschern der Shanghai Jiao Tong University zeigt, dass Ameisensäure als empfindlicher Biomarker im Urin verwendet werden kann, um Alzheimer im Frühstadium zu erkennen.

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Die Ergebnisse könnten möglicherweise den Weg für ein kostengünstiges und bequemes Screening in großem Maßstab ebnen. Yifan Wang, PhD, Qihao Guo, PhD, und Kollegen berichteten über ihre Studie in Frontiers in Aging Neuroscience.

Alzheimer ist die häufigste Form der Demenz, die durch fortschreitende kognitive Störungen und Verhaltensauffälligkeiten gekennzeichnet ist, erklären die Autoren. Zu den wichtigsten pathologischen Merkmalen der Alzheimer-Krankheit gehören die abnorme Anhäufung von extrazellulärem β-Amyloid (Aβ), die abnorme Anhäufung von neurofibrillären Tangles aus Tau-Protein und synaptische Schäden. Allerdings, so das Team weiter, "ist die Pathogenese der Alzheimer-Krankheit noch nicht vollständig geklärt."

Die Alzheimer-Krankheit kann unerkannt bleiben, bis es für eine Behandlung zu spät ist. "Es handelt sich um eine fortschreitende und verborgene chronische Krankheit, was bedeutet, dass sie sich entwickeln und viele Jahre andauern kann, bevor eine offensichtliche kognitive Beeinträchtigung auftritt", so die Autoren. "Die frühen Stadien der Krankheit treten vor dem Stadium der irreversiblen Demenz auf, und dies ist das goldene Fenster für Intervention und Behandlung. Daher ist ein groß angelegtes Screening auf frühe Stadien der Alzheimer-Krankheit für ältere Menschen notwendig"

Während groß angelegte Screening-Programme dazu beitragen könnten, frühe Stadien der Krankheit zu erkennen, sind die derzeitigen Diagnosemethoden zu umständlich und teuer und für ein Routine-Screening nicht geeignet. Positronen-Emissions-Tomographie-Computertomographie-Scans (PET-CET) können frühe Aβ-Ablagerungen aufspüren, sind aber teuer und setzen den Patienten einer Strahlenbelastung aus, während Biomarker-Tests, die bei der Diagnose der Alzheimer-Krankheit helfen können, invasive Blutentnahmen oder eine Lumbalpunktion zur Gewinnung von Liquor erfordern, was für Patienten abschreckend sein kann.

Einige Studien haben darauf hingewiesen, dass es möglich sein könnte, Patienten auf Biomarker für Alzheimer im Urin zu untersuchen, so die Forscher. Ein Urintest ist nicht invasiv und bequem und würde sich gut für ein groß angelegtes Screening eignen. Doch obwohl Wissenschaftler bereits Biomarker für Alzheimer im Urin identifiziert haben, war keiner von ihnen geeignet, die frühen Stadien der Krankheit aufzudecken, was bedeutet, dass das goldene Fenster für eine frühzeitige Behandlung schwer zu finden ist.

Wang und Kollegen hatten zuvor Formaldehyd als Urin-Biomarker für Alzheimer untersucht. "In den letzten Jahren wurde ein abnormaler Formaldehyd-Stoffwechsel als eines der wesentlichen Merkmale der altersbedingten kognitiven Beeinträchtigung erkannt", erklärten sie. "Unsere frühere Studie zeigte eine Korrelation zwischen Formaldehydwerten im Urin und kognitiven Funktionen, was darauf hindeutet, dass Formaldehyd im Urin ein potenzieller Biomarker für die Frühdiagnose von Alzheimer ist

Die Verwendung von Formaldehyd als Biomarker für die Erkennung eines frühen Krankheitsstadiums war jedoch verbesserungswürdig. In ihrer neuen Studie konzentrierte sich das Team in erster Linie auf Ameisensäure, ein Stoffwechselprodukt von Formaldehyd, um herauszufinden, ob dieses besser als Biomarker geeignet ist.

Die Studie des Teams umfasste 574 Personen, darunter Patienten mit verschiedenen Schweregraden der Alzheimer-Krankheit und gesunde Kontrollteilnehmer mit normalen kognitiven Fähigkeiten. Die Forscher analysierten die Urin- und Blutproben der Teilnehmer, um Unterschiede bei den Biomarkern im Urin festzustellen, und führten psychologische Bewertungen durch. Die Teilnehmer wurden entsprechend ihrer Diagnose in fünf Gruppen eingeteilt: 71 mit normalen kognitiven Fähigkeiten (NC), 101 mit subjektivem kognitiven Abbau (SCD), 131 mit kognitiver Beeinträchtigung ohne leichte kognitive Beeinträchtigung (CINM), 158 mit leichter kognitiver Beeinträchtigung (MCI) und 113 mit AD.

Die Studie ergab, dass die Ameisensäurespiegel im Urin in allen Alzheimer-Gruppen im Vergleich zu den gesunden Kontrollgruppen, einschließlich der Gruppe mit subjektivem kognitivem Abbau im Frühstadium, deutlich erhöht waren und mit einem kognitiven Abbau korrelierten. Dies deutet darauf hin, dass Ameisensäure ein empfindlicher Biomarker für Alzheimer im Frühstadium sein könnte. "In dieser Studie berichteten wir zum ersten Mal, dass sich der Ameisensäurespiegel im Urin mit der Verschlechterung der kognitiven Funktion verändert", so die Forscher. "Ameisensäure im Urin zeigte eine einzigartige Wirksamkeit bei der Diagnose von Alzheimer. Darüber hinaus gab es einen signifikanten Anstieg der Ameisensäure im Urin in der SCD-Diagnosegruppe, was bedeutet, dass Ameisensäure im Urin für die Frühdiagnose von Alzheimer verwendet werden kann."

Interessanterweise stellten die Forscher bei der Analyse der Ameisensäurewerte im Urin in Kombination mit blutbasierten Alzheimer-Biomarkern fest, dass sie genauer vorhersagen konnten, in welchem Stadium der Krankheit sich ein Patient befand. Um den Zusammenhang zwischen Alzheimer und Ameisensäure zu verstehen, sind jedoch weitere Forschungen erforderlich.

Dennoch kamen die Autoren zu dem Schluss: "Ameisensäure- und Formaldehydwerte im Urin könnten nicht nur zur Unterscheidung zwischen Alzheimer und NC verwendet werden, sondern auch die Vorhersagegenauigkeit von Plasmabiomarkern für die Krankheitsstadien von Alzheimer verbessern. Unsere systematische Auswertung ergab die neuartige Möglichkeit der Ameisensäure im Urin als potenzieller Biomarker für die Frühdiagnose von AD."