Liquorproteine ​​werden als frühes Parkinson-Syndrom angesehen

von Joana Carvalho, PhD | 6. November 2018

Proteine ​​in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit, die als mögliche diagnostische Biomarker der Parkinson-Krankheit angesehen wurden, können diese Rolle nicht erfüllen, da es ihnen an Robustheit und Reproduzierbarkeit in früheren Stadien der Krankheit mangelt, wie eine Studie ergab.

Die Studie „Bewertung von Proteinen der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit als potenzielle Biomarker für die Diagnose der Parkinson-Krankheit im Frühstadium“ wurde in PLOS One veröffentlicht.

Parkinson ist eine chronische und fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die hauptsächlich durch den allmählichen Verlust dopaminerger Neuronen in der Substantia nigra, einer Region des Gehirns, die für die Bewegungskontrolle verantwortlich ist, verursacht wird. Die Diagnose erfolgt in der Regel auf der Grundlage motorischer Symptome, in früheren Stadien der Parkinson-Krankheit kann es jedoch schwierig sein, diese als krankheitsverursachend zu bestimmen.

Frühere Studien deuten darauf hin, dass bestimmte Proteine ​​in der Liquor cerebrospinalis (CSF), die im Gehirn und Rückenmark zirkuliert, als frühe Signale oder Biomarker einer Krankheit dienen und bei der Diagnose helfen könnten. Allerdings wurden CSF-Proteine ​​im klinischen Umfeld nie vollständig als Parkinson-Biomarker validiert.

Forscher in Belgien, Deutschland und dem Vereinigten Königreich testeten die Eignung von 15 CSF-Proteinen, die als potenzielle Biomarker für die Parkinson-Diagnose im Frühstadium vorgeschlagen wurden.

Zu den untersuchten Proteinen gehörten Beta-Amyloid (Aβ40 und Aβ42), Alpha-Synuclein (α-syn), Tau (p-Tau und t-Tau), Neurofilament-Leichtkette (NFL), Interleukin 6 (IL-6), Proteindeglycase (DJ-1), S100β (ein Calcium-bindendes Protein), Osteopontin (OPN), High-Mobility-Gruppenbox 1 (HMGB1), Ubiquitin-Carboxyl-terminale Esterase L1 (UCHL1), Fms-verwandter Tyrosinkinase-3-Ligand ( FLT3LG), Matrix-Metalloproteinase 2 (MMP2) und Apolipoprotein AI (ApoA1).

Die Forscher begannen damit, die Konzentrationen dieser CSF-Proteine ​​in einer Gruppe von 80 Patienten mit Erkrankungen im Frühstadium und 80 gesunden Kontrollpersonen zu messen. Von den 15 getesteten CSF-Proteinen waren sechs – α-syn, DJ-1, Aβ42, S100β, p-Tau und t-Tau – bei den Patienten signifikant fehlreguliert.

„Aβ42, t-Tau, p-Tau, α-syn und DJ-1 waren bei frühen klinischen PD-Patienten [Parkinson-Krankheit] im Vergleich zu den Kontrollen verringert, wohingegen die S100β-Spiegel bei frühen klinischen PD-Patienten erhöht waren“, schreiben die Forscher.

Um diese Kandidaten zu bestätigen, führten die Forscher als Nächstes denselben Test in einer unabhängigen Gruppe von 30 Parkinson-Patienten mit fortgeschrittener Erkrankung und 30 gesunden Kontrollpersonen durch. Hier war eine Art Beta-Amyloid, Aβ42, das einzige CSF-Protein, dessen Spiegel bei Parkinson-Patienten im Vergleich zu Kontrollpersonen signifikant unterschiedlich – deutlich niedriger – waren.

„Kürzlich wurde über verringerte Aβ42-Werte in Liquorproben von PD-Patienten berichtet, was darauf hindeutet, dass es sich möglicherweise um einen zuverlässigen Kandidaten handelt. In dieser Studie … zeigte die Analyse jedoch, dass dieser potenzielle Marker für diagnostische Zwecke nicht geeignet war“, schrieben die Forscher.

Um schließlich zu beurteilen, ob eine Kombination dieser Marker frühe Parkinson-Patienten von gesunden Personen unterscheiden kann, verwendeten sie einen maschinellen Lernansatz, der auf einem Algorithmus basiert, um Marker zu identifizieren, die die Krankheitsdiagnose verbessern könnten. Basierend auf diesem Modell wurde eine Reihe von Markern, bestehend aus α-syn, S100β und UCHL1, als vielversprechende Kandidaten identifiziert.

„[D]sein Modell stimmte mit den in der Literatur veröffentlichten Erkenntnissen überein, wonach α-syn als das charakteristische Protein der Parkinson-Krankheit charakterisiert wird, das eng am Fortschreiten der neuronalen Degeneration und den daraus resultierenden motorischen Beeinträchtigungen beteiligt ist, während S100β als möglicher Marker dafür angesehen wird begleitende Neurodegeneration“, schrieben die Forscher. Allerdings konnte „der Entscheidungsbaum nicht bestätigt werden“ in der zweiten Patienten- und Kontrollgruppe.

„[Derzeit] vorgeschlagene Protein-CSF-Marker für die PD-Diagnose, wie sie in Parkinson-Kohorten im Spätstadium identifiziert wurden, mangelt es an Robustheit und Reproduzierbarkeit, wenn sie in den frühen klinischen Stadien der Parkinson-Krankheit angewendet werden“, fügten sie hinzu.

Die Forscher glauben, dass weitere Bemühungen, einschließlich des EU-BIOMARKAPD-Projekts, das alternative Ansätze zur Identifizierung von Biomarkern erforscht, die Entwicklung potenzieller Protein-CSF-Biomarker für die klinische Diagnose oder Krankheitsüberwachung im Frühstadium der Parkinson-Krankheit unterstützen könnten.