Es ist mittlerweile eine allgemein bekannte Tatsache, dass eine frühzeitige Diagnose der Parkinson-Krankheit (PD) einem Patienten helfen kann, das Risiko einer Progression zu verringern und mit dieser neurodegenerativen Erkrankung lange und produktiv genug zu leben. Es ist dieses Streben nach Erkennung früher Anzeichen, das Forscher am Indian Institute of Technology-Bombay (IIT-B) dazu veranlasste, einen blutbasierten Assay zu entwickeln. Und jetzt haben sie eine 95-prozentige Genauigkeit bei der frühzeitigen Erkennung der Krankheit in einer kleinen Kohorte von Patienten im KEM-Krankenhaus erreicht.
Eine der stärksten Ursachen von Parkinson ist eine spezielle Form von toxischen Proteinaggregaten (Amyloiden), die von Alpha-Synuclein gebildet werden, das neuronale Zellen im Gehirn abtötet. Diese Alpha-Synuclein-Proteinaggregate passieren auch die Blut-Hirn-Schranke und gelangen in geringen Mengen in den Blutkreislauf. Die Forscher der Abteilung für Biowissenschaften und Bioingenieurwesen des IIT-B unter der Leitung von Prof. Samir Maji haben eine Technologie entwickelt, bei der Blutproben ein Substrat zugesetzt wird. Dies amplifiziert die Proteinaggregate, falls vorhanden. Wenn sich die Aggregate vervielfältigen, können sie einfach gemessen und PD bestätigt werden.
Nach einem Erfolg von 95 Prozent bei der Früherkennung ist die Abteilung dabei, groß angelegte klinische Studien mit hohem Durchsatz für die patentierte Technologie durchzuführen.
„Die Ablagerung von Plaques (Aggregaten) von Proteinen im Gehirn ist eines der pathologischen Merkmale vieler neurodegenerativer Erkrankungen, einschließlich Parkinson. Es wird angenommen, dass Alpha-Synuclein, ein präsynaptisches Protein, eine wichtige Rolle beim vesikulären Transport und der Freisetzung von Neurotransmittern spielt. Aberrante Fehlfaltung und Akkumulation dieses Proteins wurden jedoch direkt mit der Pathogenese von PD korreliert. Beispielsweise durchläuft das nativ unstrukturierte Protein einen strukturellen Übergang in fibrilläre Aggregate höherer Ordnung. Lewy-Körperchen und Lewy-Neuriten sind die Ablagerungen dieser aggregierten Proteine, die in den neuronalen Zellen in den spezifischen Gehirnregionen gefunden werden, die den Muskeltonus, die Bewegungsregulation und die kognitive Funktion steuern“, erklärt Prof. Maji.
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anDerzeit ist die Standarddiagnose für Parkinson klinisch; Es gibt keine Prüfung. Daher ist die Entwicklung eines aussagekräftigen Tests für Parkinson immer noch eine große Herausforderung. Prof. Maji sagt: „Bis heute basiert die Erkennung der Parkinson-Krankheit ausschließlich auf den charakteristischen Symptomen der Krankheit (Zittern, Steifheit, motorische Dysfunktion, Wahrnehmungsstörungen usw.). Zum Zeitpunkt des Auftretens der Symptome sind jedoch bereits 70 Prozent der dopaminergen Zellen im Gehirn abgestorben und der Dopaminspiegel ist drastisch reduziert. Bisher durchgeführte Studien blieben erfolglos bei der Entwicklung wirksamer Diagnostika zum Nachweis der Krankheit in früheren Stadien, da nachweisbare körperliche Symptome (vor dem Auftreten einer großflächigen Neurodegeneration), spezifische Biomarker (die den Krankheitsbeginn darstellen) und sich überschneidende Symptome fehlten mit Alterung und anderen neurodegenerativen Erkrankungen. Darüber hinaus ist der anfängliche Verlust spezifischer dopaminerger Neuronen in der Substantia Nigra pars Compacta (SNc)-Region des Gehirns eine sehr kleine Veränderung. Herkömmliche bildgebende Verfahren des Gehirns wie MRT und PET-Scans sind möglicherweise nicht empfindlich genug, um solche kleinen Veränderungen im Gehirn abzubilden und sie von anderen neurodegenerativen Erkrankungen und dem Altern zu unterscheiden. Daher besteht ein ungedeckter Bedarf an der Identifizierung von Biomarkern, die die Krankheit in den frühen Stadien erkennen können.“
„Wir haben ein neuartiges Substrat entwickelt, um diese extrem geringen Mengen an aggregierten Alpha-Synuclein-Spezies zu amplifizieren, die spezifisch für Patienten sein könnten, die an der Parkinson-Krankheit leiden“, fügt er hinzu. Eine kleine Kohorte hat diesen Assay validiert, aber eine groß angelegte klinische Studie ist erforderlich, um seine Sensitivität und Spezifität zu bestimmen. „Derzeit ist die Methode zur Verstärkung der geringen Mengen an Alpha-Synuclein-Aggregaten im Blut sehr zeitaufwändig, aber mit der Zeit werden wir möglicherweise Lösungen finden, um sie in kürzerer Zeit und auf kostengünstigere Weise nachzuweisen.“ sagt Prof. Maji.
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