Transkranielle Photobiomodulation zur Behandlung von Demenz und Alzheimer-Krankheit by Weber MedicalMedicalExpo

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Die transkranielle PBM ist ein neuer und sehr vielversprechender Ansatz zur Behandlung von Demenz und insbesondere der häufigsten Form der Alzheimer-Krankheit. Eine Überprüfung präklinischer und klinischer Studien sowie zusätzlicher Humanstudien ergab durchweg signifikante positive klinische Ergebnisse. Auch das Pflegepersonal kann von der verbesserten Unabhängigkeit der Patienten profitieren. Dieser Artikel enthält kurze Zusammenfassungen einiger dieser Studien. Er befasst sich auch mit den zugrundeliegenden Wirkmechanismen und erklärt insbesondere, wie PBM die Funktion des glymphatischen Systems und damit den Abbau von Beta-Amyloid-Protein-Aggregationen, die ein pathologisches Merkmal der Alzheimer-Krankheit sind, verbessern kann.

Die WHO schätzt, dass im Jahr 2020 weltweit mehr als 55 Millionen Menschen an Demenz erkrankt sein werden. Jährlich treten mehr als 10 Millionen neue Fälle auf, was einem neuen Fall alle drei Sekunden entspricht und bis 2030 zu schätzungsweise 78 Millionen und bis 2050 zu 139 Millionen Fällen führen wird [1].

Der Begriff Alzheimer-Krankheit wird oft als Synonym für Demenz verwendet, obwohl er eigentlich nur eine bestimmte Form der Demenz beschreibt. Sie ist jedoch die häufigste Form und macht 60-70 % aller Demenzfälle aus [1]. Im Vergleich zu anderen Demenztypen zeichnet sie sich durch zwei spezifische Merkmale aus: Die Anhäufung von Beta-Amyloid-Plaques und die Verknäuelung des Tau-Proteins.

Vor diesem Hintergrund liegt es auf der Hand, dass zusätzliche Maßnahmen dringend erforderlich sind, um eine der größten gesundheitlichen Herausforderungen der Gesellschaft zu bewältigen. Die transkranielle Photobiomodulation ist genau das, eine vielversprechende neue Intervention zur Behandlung von Demenz im Allgemeinen und der Alzheimer-Krankheit im Besonderen. Werfen wir einen Blick auf die Studien, die es bereits gibt.

In einer 2021 im "Journal of Alzheimer's Disease" veröffentlichten Übersichtsarbeit werden 36 veröffentlichte Artikel überprüft, von denen neun an Zellkulturen, siebzehn an Tieren und zehn am Menschen durchgeführt wurden. Bemerkenswert ist, dass alle diese Studien zu positiven klinischen Ergebnissen führten. Darüber hinaus wurde hervorgehoben, dass die Intervention frei von Nebenwirkungen und "bemerkenswert" einfach in der Anwendung ist [2].

Eine Studie in "Aging and Disease" [3] verglich die Wirkung einer tPBM-Therapie, die zweimal täglich für 6 Minuten während acht Wochen verabreicht wurde, mit einer Scheintherapie mit einem Scheingerät. Bereits nach sieben Tagen berichteten die Patienten der Studiengruppe über eine verbesserte Schlafqualität. Nach zwei bis drei Wochen berichteten die Patienten der Studiengruppe über weniger Angstzustände, eine bessere Stimmung, mehr Energie und bessere kognitive Funktionen sowie einen positiveren Tagesablauf. Diese Ergebnisse können als signifikante klinische Wirkungen angesehen werden und zeigen, dass schnell Ergebnisse erzielt werden können, wenn die Behandlung mit hoher Frequenz durchgeführt wird. Erwähnenswert ist, dass die täglichen Interventionen bequem in den Wohnungen der älteren Patienten durchgeführt wurden, ohne dass über Nebenwirkungen berichtet wurde.

Eine in der Zeitschrift Photobiomodulation, photomedicine, and laser surgery" veröffentlichte randomisierte klinische Studie mit 32 Demenzpatienten ergab, dass sich die kognitiven Funktionen der Patienten, die mit tPBM behandelt wurden, im Vergleich zu einer Kontrollgruppe signifikant verbesserten (gemessen mit dem Minimental State Examination und dem Clinical Dementia Rating Test) [4]. Die verbesserten kognitiven Funktionen gingen mit einer verbesserten Lebensqualität und einer größeren Unabhängigkeit im täglichen Leben einher, wodurch auch die pflegenden Angehörigen entlastet wurden.

Eine doppelblinde, randomisierte Studie mit 53 Alzheimer-Patienten berichtete über die Auswirkungen von 40 tPBM-Behandlungen innerhalb von acht Wochen, wobei jede Behandlung 25 Minuten dauerte. Neben verbesserten allgemeinen kognitiven Funktionen zeigten die Patienten der Studiengruppe insbesondere geringere Zeiten für die Ausführung von Aufgaben, längere Aufmerksamkeitsspannen und - bemerkenswerterweise - eine hohe Therapietreue (92,5 % der Patienten waren in der Lage, die Therapie wie geplant durchzuführen) [5]. Dies unterstreicht die Durchführbarkeit des Ansatzes für Alzheimer-Patienten, die nicht automatisch für alle Behandlungen gegeben ist.

Während das Beta-Amyloid-Protein natürlich vorkommt und auch bei gesunden Menschen zu finden ist, scheinen seine abnormal hohen Konzentrationen den Ausbruch der Alzheimer-Krankheit zu verursachen. In einem gesunden Gehirn entfernt das glymphatische System genügend Beta-Amyloid-Protein aus dem Körper. Bei Alzheimer-Patienten scheint das glymphatische System nicht mehr in der Lage zu sein, das Protein in ausreichendem Maße zu beseitigen.

Zur Erläuterung der Funktionsweise des glymphatischen Systems ist folgendes zu sagen: Zerebrospinalflüssigkeit fließt durch die perivaskulären Räume, die die Arterien umgeben. Von dort wird sie über ein Wasserkanalprotein namens Aquaporin-4 in den Interstitialraum des Gehirns weitergeleitet, wo sie alle möglichen Stoffwechselabfallprodukte aufnimmt, um das Gehirn von Stoffen zu befreien, die die Homöostase beeinträchtigen könnten. Aus dem interstitiellen Bereich wird es dann in den perivaskulären Raum um die Venen geschoben. Der gesamte Prozess wird durch arterielle Pulsationen angetrieben. Die Flüssigkeit verlässt dann das Gehirn über eine Reihe von Lymphgefäßen in den Hirnhäuten und wird in die zervikalen Lymphknoten abgeleitet [9].

Neben der Bedeutung des glymphatischen Systems konzentriert sich die Forschung auch auf die Verbindung zwischen Photobiomodulation und neuronalen Oszillationen. Es gibt inzwischen stichhaltige Beweise dafür, dass die Anwendung verschiedener Wellenlängen die oszillatorische Aktivität in Neuronen erheblich verändern kann [14]. Demenz und Alzheimer-Krankheit werden häufig mit dysrhythmischen Gamma-Wellen in Verbindung gebracht [15]. Dementsprechend können Behandlungsparameter, die die Gamma-Amplituden erhöhen, in solchen Fällen wirksame Interventionen sein. In der Tat konnte 810 nm-Licht, das mit 40 Hz gepulst wurde, in einer in Nature veröffentlichten Pilotstudie am Menschen bereits erfolgreich die Gamma-Wellen erhöhen [16].

Die bisher veröffentlichten Studienergebnisse sind durchweg positiv und zeigen nicht nur positive Auswirkungen für die Patienten selbst, sondern lassen auch vermuten, dass das Pflegepersonal von der verbesserten Unabhängigkeit der Patienten profitieren kann. Allerdings sind die Ergebnisse durch die relativ kleinen Stichprobengrößen begrenzt, und es ist noch nicht klar, welche Stadien des Krankheitsverlaufs wirksam behandelt werden können. Weitere Forschungsarbeiten sind bereits im Gange, und ich persönlich glaube, dass sich diese Behandlung in den nächsten Jahren zur Standardbehandlung von Demenz- und Alzheimer-Patienten entwickeln wird.

[4] Kheradmand, A., Donboli, S., Tanjani, P. T., Farhadinasab, A., Tabeie, F., Qutbi, M., & Kordmir, T. (2022). Therapeutische Auswirkungen der Low-Level-Lasertherapie auf die kognitiven Symptome von Patienten mit Demenz: Eine doppelblinde, randomisierte klinische Studie. Photobiomodulation, Photomedizin, und Laserchirurgie, 40(9), 632-638.

[5] Blivet, G., Relano-Gines, A., Wachtel, M., & Touchon, J. (2022). Eine randomisierte, doppelblinde und scheinkontrollierte Studie über eine innovative Photobiomodulationstherapie für das Gehirn und den Darm: Sicherheit und Patienten-Compliance. Journal of Alzheimer's Disease : JAD, 90(2), 811-822.

[6] Spera, V., Sitnikova, T., Ward, M. J., Farzam, P., Hughes, J., Gazecki, S., Bui, E., Maiello, M., De Taboada, L., Hamblin, M. R., Franceschini, M. A., & Cassano, P. (2021). Pilotstudie über dosisabhängige Effekte der transkraniellen Photobiomodulation auf elektrische Hirnschwingungen: Ein potenzielles therapeutisches Ziel bei der Alzheimer-Krankheit. Journal of Alzheimer's Disease : JAD, 83(4), 1481-1498.

[11] Zinchenko, Ekaterina & Klimova, Maria & Mamedova, Aysel & Agranovich, Ilana & Blokhina, Inna & Antonova, Tatiana & Terskov, Andrey & Shirokov, Alexander & Navolokin, Nikita & Morgun, A. & Osipova, Elena & Boytsova, Elizaveta & Yu, Tingting & Zhu, Dan & Kurths, Juergen & Semyachkina-Glushkovskaya, Oxana. (2020). Photostimulation der Extravasation von Beta-Amyloid durch das Modell der Blut-Hirn-Schranke. Elektronik. 9. 1056. 10.3390/electronics9061056.

[12] Semyachkina-Glushkovskaya O., Klimova M., Iskra T., Bragin D., Abdurashitov A., Dubrovsky A., Khorovodov A., Terskov A., Blokhina I., Lezhnev N., et al. Transcranial Photobiomodulation of Clearance of Beta-Amyloid from the Mouse Brain: Auswirkungen auf die meningeale Lymphdrainage und die Blutsauerstoffsättigung des Gehirns. Adv. Exp. Med. Biol. 2021;1269:57-61. doi: 10.1007/978-3-030-48238-1_9.

[13] Zinchenko E., Navolokin N., Shirokov A., Khlebtsov B., Dubrovsky A., Saranceva E., Abdurashitov A., Khorovodov A., Terskov A., Mamedova A., et al. Pilot study of transcranial photobiomodulation of lymphatic clearance of beta-amyloid from the mouse brain: Bahnbrechende Strategien für die nicht-pharmakologische Therapie der Alzheimer-Krankheit. Biomed. Opt. Express. 2019;10:4003-4017. doi: 10.1364/BOE.10.004003.

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