Welche diagnostische Bedeutung haben vitreale Neurofilament-Leichketten?

Das Auge ist als Ausstülpung des Gehirns eng mit diesem verbunden. So verwundert es nicht, dass verschiedene ophthalmologische Erkrankungen wie das Glaukom, die Katarakt, die Makuladegeneration und die diabetische Retinopathie mit dem Morbus Alzheimer assoziiert sein können. Epidemiologische Studien legen dies nahe. Eine gemeinsame Pathogenese der ophthalmologischen und neurologischen Erkrankungen ist denkbar. Ein erst kürzlich publizierter wissenschaftlicher Artikel setzt sich mit genau dieser Thematik auseinander.

Das Auge ist als Ausstülpung des Gehirns eng mit diesem verbunden. So verwundert es nicht, dass verschiedene ophthalmologische Erkrankungen wie das Glaukom, die Katarakt, die Makuladegeneration und die diabetische Retinopathie mit dem Morbus Alzheimer assoziiert sein können. Epidemiologische Studien legen dies nahe. Eine gemeinsame Pathogenese der ophthalmologischen und neurologischen Erkrankungen ist denkbar. Ein erst kürzlich publizierter wissenschaftlicher Artikel setzt sich mit genau dieser Thematik auseinander.1

Ein neuer Biomarker aus der Neurologie

In den letzten Jahrzenten hat die Prävalenz neurodegenerativer Erkrankungen in einer immer älter werdenden Gesellschaft zugenommen. Die wissenschaftliche Suche nach Biomarkern, die uns neurodegenerative Erkrankungen im Frühstadium erkennen lassen hat uns u.a. zu dem Biomarker "Neurofilament light chain" - auf Deutsch Neurofilament-Leichtketten - geführt. Ganz am Anfang können die Symptome einer neurodegenerativen Erkrankung recht subtil sein. Doch gerade in diesem Anfangsstadium kann die rechtzeitige Einleitung einer Therapie den weiteren Krankheitsverlauf stark beeinflussen. "Neurofilament light chain" ist ein neuer vielversprechender Biomarker für neurodegenerative Erkrankungen. Er konnte im Liquor und im Blut von Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen nachgewiesen werden. Neurofilament-Leichtketten könnten zukünftig von großer prognostischer Relevanz sein und auch als Screening Tool angewendet werden. 1-4

Was hat es mit dem neuen Biomarker auf sich?

Neurofilamente sind ein wichtiger Bestandteil des neuronalen Zytoskeletts. Sie sorgen für die Stabilität und Struktur der Axone und sind essentiell für die Nervenleitungsgeschwindigkeit. Neurofilament-Leichtketten sind eine Untereinheit der Neurofilamente und sind unter physiologischen Bedingungen nur in einem geringen Ausmaß messbar. Mit zunehmendem Alter steigt auch die Neurofilament-Leichtketten-Konzentration an. Eine Schädigung der Neurone, sei sie nun neurodegenerativen, inflammatorischen oder vaskulären Ursprungs, geht mit einer deutlich erhöhten Neurofilament-Leichtketten-Konzentration einher. Neurofilament-Leichtketten sind - im Vergleich zu gesunden Individuen - in einer höheren Konzentration bei den neurodegenerativen Erkrankungen Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, Kortikobasal-Syndrom, dem Down-Syndrom mit Demenz, der frontotemporalen Demenz und der Lewy-Körper-Demenz anzutreffen.1-4

Welche Bedeutung hat das Vorhandensein von Neurofilament-Leichtketten im Glaskörper?

Eine Forschungsgruppe aus Boston hat erst kürzlich ihre wissenschaftliche Studie veröffentlicht, in der sie das Vorhandensein dieses neuen Biomarker im Glaskörper nachweisen konnte. Insgesamt wurden in dieser prospektiven Studie 77 Glaskörperproben (0,5-1ml je Probe) von 63 Patienten mit einem medianen Alter von 56,2 Jahren untersucht. Zusätzlich hierzu erfolgte eine ApoE (Apolipoprotein E Phänotypen)-Genotypisierung des Vollbluts. Bei der ApoE-Genotypisierung wird - bei Vorliegen eines Morbus Alzheimer - mittels Polymerasenkettenreaktion ein Fragment im Exon 4 des APOE-Gens nachgewiesen. Mittels Immunassay ist die Forschungsgruppe der Frage nachgegangen, welche diagnostische Bedeutung das Vorhandensein von Neurofilament-Leichtketten im Glaskörper hat.1

Welche Informationen gibt der Glaskörper preis?

Mittels Immunassay wurden die Glaskörperproben genaustens analysiert. Gesucht wurde nach Neurofilament-Leichtketten, Beta-Amyloid, Gesamt-Tau-Protein, phosphoryliertem Tau-Protein, inflammatorischen Zytokinen, Chemokinen und vaskulären Proteinen. Neurofilament-Leichtketten konnten in allen 77 Glaskörperproben detektiert werden. Bei rund 72% der Proben konnte ein Neurofilament-Leichtketten-Wert von ≥ 20 pg/ml gemessen werden. Der mediane Neurofilament-Leichtketten-Wert lag bei ≥ 68,65 pg/ml.1

Keine Assoziation zwischen vitrealen Neurofilament-Leichtketten und neurodegenerativen Erkrankungen

Dieser Biomarker für neurodegenerative Erkrankungen war nicht assoziiert gewesen mit ophthalmologischen Erkrankungen. Auch konnte er nicht in Zusammenhang mit ApoE-Genotypen und systemischen Erkrankungen gebracht werden. Die Leichtketten-Neurofilament-Konzentration im Glaskörper korrelierte positiv mit dem Gesamt-Tau-Protein, dem Beta-Amyloid 40 und 42, jedoch nicht mit dem phosphorylierten Tau-Protein 181. Auch konnte eine positive Korrelation der Leichtketten-Neurofilament-Konzentration mit den inflammatorischen Zytokinen Interleukin 15, Interleukin-16 und Monozyten-Chemoattraktor-Protein 1, dem vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor C, dem vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor Rezeptor 1, dem vaskulären Zelladhäsionsmolekül 1, dem Angiopoietin Rezeptor 1 und dem intrazellulären Adhäsionsmolekül 1 beobachtet werden.1

Diese interessante wissenschaftliche Studie konnte einen Zusammenhang zwischen der vitrealen Leichtketten-Neurofilament-Konzentration und dem Gesamt-Tau-Protein, dem Beta-Amyloid 40 und 42, inflammatorischen Zytokinen/Chemokinen und vaskulären Proteinen zeigen. Aktuell eignet sich diese Methode jedoch nicht zur Verifizierung einer neurodegenerativen Erkrankung, da es keine Assoziation zu den ApoE-Genotypen gab und sich auch klinisch – bei einer erhöht messbaren vitrealen Leichtketten-Neurofilament-Konzentration- keine neurodegenerative Erkrankung präsentierte.

Referenzen:
1.) Delaby C. et al. (2020). Differential levels of Neurofilament Light protein in cerebrospinal fluid in patients with a wide range of neurodegenerative disorders. Sci Rep. 2020;10(1):9161. Published 2020 Jun 8.
2.) Bäckström D. et al. (2020). NfL as a biomarker for neurodegeneration and survival in Parkinson disease. Neurology Aug 2020, 95 (7) e827-e838. 
3.) Lin Y. et al. (2018). Levels of plasma neurofilament light chain and cognitive function in patients with Alzheimer or Parkinson disease. Sci Rep 8, 17368 (2018).
4.) Subramanian M. L. et al. (2020). Neurofilament light chain in the vitreous humor of the eye. Alzheimers Res Ther. 2020 Sep 17;12(1):111. 

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