Per Laser-Untersuchung Alzheimer an der Netzhaut erkennen

Alzheimer an den Augen erkennen, lange bevor die unheil­bare Erkrankung ausbricht: Diesem Ziel ist ein europä­isches Forschungs­team jetzt einen Schritt näher gekommen. Mithilfe eines laser­basierten Verfahrens gelingt es den Forschern, eine an Alzheimer erkrankte Netzhaut von einer gesunden anhand ihres spektralen Finger­abdrucks zu unter­scheiden. Damit ließen sich Anzeichen für eine entstehende Alzheimer-Erkrankung bereits deutlich früher nachweisen, als es mit derzeitigen Methoden möglich ist.

„Feinste biochemische Modifikationen finden vermutlich bereits statt, bevor sie sich auf der Netzhaut zeigen“, erläutern Clara Stiebing und Izabella Jahn vom Leibniz-Institut für photonische Techno­logien in Jena. Während sich morpho­logische Verände­rungen der Netzhaut­schichten mit der gängigen optischen Kohärenz­tomo­graphie, kurz OCT, in vivo diagnos­ti­zieren lassen, können Abweichungen in der biochemischen Zusammen­setzung so jedoch nicht erkannt werden. „Hier liefert die raman­spektro­skopische Unter­suchung einen entschei­denden Beitrag, um die Genauigkeit der Diagnose zu verbessern“, so Jürgen Popp vom Leibniz-IPHT.

Gemeinsam mit der Medizi­nischen Univer­sität Wien und Partnern aus den Nieder­landen entwickelt das Team vom Leibniz-IPHT eine neuartige Diagnose­platt­form für alters­bedingte Augen­krank­heiten und Alzheimer. Sie kombiniert Raman-Spektro­skopie mit der OCT. Ob spezifische Biomarker für eine Alzheimer-Erkrankung nicht­invasiv in der Netzhaut nach­ge­wiesen werden können, ist in der Forschung umstritten. Indem die Forscher 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.

„Wir haben zwei definierte Maus­modelle biochemisch charak­teri­siert“, berichtet Stiebing. Dabei gelang es, die einzelnen Schichten der Netzhaut anhand von Quer­schnitten über ihren unter­schied­lichen Gehalt an Nuklein­säuren, Rhodopsin, Lipiden und Proteinen biochemisch zu identi­fi­zieren. Anhand von Frontal­auf­nahmen — die der angestrebten In-vivo-Anwendung näher kommen — konnten sie gesunde und kranke Maus-Retinas mit einer Genauig­keit von 86 Prozent unter­scheiden. Deutliche Anhäufungen amyloider Plaques konnten weder in den Quer­schnitten noch in den Frontal­auf­nahmen gefunden werden.

Dass spektro­skopische Unter­suchungen der Netzhaut — ein Augenscan per Laserlicht — theoretisch möglich sind und wert­volle Hinweise auf Krank­heiten liefern können, hatte das Forschungs­team des Leibniz-IPHT bereits in einer früheren Studie gezeigt. Man müsse vorsichtig sein, Ergebnisse aus Messungen an Mäusen auch auf den Menschen zu verall­ge­meinern, betont Rainer Leitgeb von der Medi­zi­nischen Univer­sität Wien, der das Projekt koordi­niert: „Die neuen Ergebnisse bestärken uns jedoch in unserem konkreten Ziel, auch neuro­degene­ra­tive Erkrankungen wie Alzheimer durch einen einfachen Augenscan erkennen zu können.“

Auch ohne die bisher angenommenen Ablagerungen von amyloiden Plaques gibt es Veränderungen der Netzhaut, welche poten­ziell durch die Raman-Spektroskopie erkannt werden könnten. Damit hätte man ein objektives und vergleich­bares diagnos­tisches Merkmal, welches auch für die Entwicklung von Medika­menten von großer Wichtig­keit wäre. Wie spezifisch diese Veränderungen wirklich sind, müssen die angestrebten Studien am Menschen zeigen.

Partner der Medizinischen Universität Wien bauen nun ein Gerät, das die Raman-Spektro­skopie mit der optischen Kohärenz­tomo­grafie kombiniert. Die medizi­nische Zulassung solle im kommenden Monat abgeschlossen sein, so Leitgeb. Sobald sie erfolgt ist, kann das Gerät an ersten Patienten getestet werden. Die können sich dann davor setzen, ihr Auge berührungs­frei abrastern lassen und wenige Minuten später eine verläss­liche Diagnose erhalten.

LIPHT / RK

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  C. Stiebing et al.: Biochemical Characterization of Mouse Retina of an Alzheimer’s Disease Model by Raman Spectroscopy, ACS Chem. Neurosci. 11, 3301 (2020); DOI: 10.1021/acschemneuro.0c00420
• Spektroskopie/Bildgebung (J. Popp), Leibniz-Institut für photonische Technologien, Jena
• Zentrum für medizinische Physik und biomedizinische Technik (R. Leitgeb), Medizinische Universität Wien, Österreich