Biomarker-Studie für die Alzheimer-Krankheit (BiomarkerAD)

Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die durch den Verlust kognitiver Gehirnfunktionen und einen funktionellen Rückgang gekennzeichnet ist. Eines der pathologischen Merkmale dieser Erkrankung ist die fortschreitende Ablagerung von Amyloid-Beta-Peptid (A-Beta) im Gehirn (1). Sobald sich das Peptid im Gehirn ablagert, übt es eine toxische Wirkung aus, indem es eine chronische Entzündung auslöst, die zunächst die normale Gehirnfunktion beeinträchtigt und schließlich zum Absterben von Neuronen führt (2). Derzeit wird davon ausgegangen, dass ab einer bestimmten Schwelle der A-Beta-Akkumulation die Kompensationsmechanismen im Gehirn nicht mehr ausreichen, um die A-Beta-Toxizität zu bewältigen, und dass sich das klinische Syndrom der AD entwickelt. Es ist möglich, dass sich A-beta über einen Zeitraum von bis zu 10–15 Jahren im Gehirn ansammelt, bevor klinische Symptome signifikant werden. Es wurde die Frage aufgeworfen, ob die Anreicherung von A-Beta möglicherweise ein normaler Alterungsprozess ist, was darauf hindeutet, dass alle Menschen anfällig für die Krankheit sein könnten, wenn sie lange genug leben. Bemerkenswert ist, dass die Prävalenz der Alzheimer-Krankheit auf über 40 % ansteigt. über 85 Jahre alt.

Unter den vielen möglichen altersbedingten Faktoren, die an der Entwicklung von AD beteiligt sind, kann die Seneszenz des Immunsystems die Veränderungen im Gehirn erheblich verstärken und den neurologischen Verfall bei Patienten mit dieser Krankheit verstärken. Eine direkte Folge der Immunseneszenz ist die erhöhte Häufigkeit systemischer Infektionen, und tatsächlich litten viele, die an AD sterben, zuvor an einer schweren Infektion. Da bei Patienten mit AD eine anhaltende chronische Entzündungsreaktion im Gehirn auftritt, die mit der Aktivierung von Gliazellen und einer teilweise gestörten Blut-Hirn-Schranke einhergeht, kann eine systemische Entzündung diesen Prozess im Gehirn verstärken und die gesamte neuronale Schädigung verstärken.

Im Gegensatz zu den durch die Immunaktivierung verursachten Schäden haben A-Beta-Impfstudien in Mausmodellen der Krankheit sehr vielversprechende Effekte gezeigt, insbesondere im Hinblick auf die Beseitigung von Amyloid-Plaques durch A-Beta-Antikörper (3). Bei Tests an AD-Patienten entwickelten 6 % der geimpften Patienten schwere Entzündungsreaktionen im Gehirn (4). Dennoch zeigte eine Kohorte von Patienten verbesserte kognitive Tests, bei denen spezifische Antikörper induziert wurden (5). In einer kürzlich durchgeführten Studie haben wir gezeigt, dass eine solche Gehirnentzündung möglicherweise auf erhöhte IFN-γ-Spiegel im Gehirn zurückzuführen ist (6), möglicherweise als Folge einer subklinischen systemischen Infektion und der beim Menschen beobachteten spezifischen Immunreaktionen.

Während die chronische Entzündung im Laufe der Krankheit fortschreitet, kann es sein, dass auch der spezifische Arm des Immunsystems, d. h. die hirnspezifischen Lymphozyten, dazu angeregt werden, eine Rolle zu spielen. Im Gegensatz zu früheren Annahmen zeigen unsere Ergebnisse bei menschlichen Probanden mit AD, dass eine spezifische Immunantwort auf A-beta sowohl bei älteren Personen als auch bei Patienten mit AD im Vergleich zu Personen mittleren Alters tatsächlich signifikant induziert wird (7). Die Art und Rolle dieser Immunantwort auf A-beta beim Menschen muss noch untersucht werden und könnte zur Charakterisierung von Signalwegen führen, die mit dem Absterben neuronaler Zellen verbunden sind, und zu neuen diagnostischen Modalitäten und immuntherapeutischen Ansätzen führen.

Der Zweck dieser Studie besteht darin, festzustellen, ob periphere Marker, die möglicherweise mit einer A-beta-induzierten Entzündung des Gehirns zusammenhängen, bei Patienten mit klinischer AD erhöht sind.

Methode Hierbei handelt es sich um eine beobachtende Pilotstudie, in der die Konzentration von Entzündungsmarkern im peripheren Blut von Patienten mit AD mit der von gleichaltrigen und kognitiv normalen älteren Personen sowie von gesunden jungen Kontrollpersonen verglichen wird.

Zu den Probanden gehören Männer und Frauen über 60 Jahre, bei denen gemäß den DSM-IV-Kriterien eine klinische AD diagnostiziert wurde. Die Kontrollgruppe besteht aus kognitiv normalen, in Wohngemeinschaften lebenden Männern und Frauen, die älter als 60 Jahre sind. Darüber hinaus dient eine Gruppe gesunder junger männlicher und weiblicher Kontrollpersonen im Alter von 20 bis 30 Jahren als Referenzgruppe. Die Diagnose sowohl bei älteren Patienten als auch bei Kontrollpersonen wird unabhängig von einem multidisziplinären Expertenteam in der Gedächtnisklinik des Beersheva Mental Health Centers gestellt.

Alle Probanden und Kontrollpersonen müssen eine schriftliche Einverständniserklärung zur Teilnahme an der Studie abgeben. Bei Patienten mit AD muss ein unabhängiger Psychiater bestätigen, dass der Patient in der Lage ist, der Teilnahme an der Studie zuzustimmen. Bei AD-Patienten, deren Urteilsvermögen eingeschränkt ist und die nicht in der Lage sind, ihrer Teilnahme zuzustimmen, muss ein Erziehungsberechtigter eine schriftliche Einverständniserklärung abgeben.

Nach der Erfassung demografischer Daten wird allen Probanden eine einmalige Menge von 25 ml Blut entnommen. Zur Serumisolierung wird Blut in zwei heparinisierte Röhrchen zu je 10 ml und ein serologisches Röhrchen (mit Prokoagulans) zu 5 ml entnommen. Die heparinisierten Röhrchen werden bei Raumtemperatur aufbewahrt, bis die Lymphozyten am selben Tag gereinigt sind. Serenproben werden bei 4 °C gelagert. Um die Reinigung am selben Tag zu erleichtern, wird vor Mittag Blut abgenommen. Nach der Isolierung peripherer mononukleärer Blutzellen (PBMC) und Seren wird die folgende Analyse durchgeführt:

1. Erzeugung AD-spezifischer monoklonaler Antikörper. Da Antikörper, die den N-terminalen Teil von A-beta binden, dessen Clearance aus dem Gehirn verbessern und jetzt in einer klinischen Studie getestet werden, ist es wichtig, die natürlich vorkommenden spezifischen monoklonalen Antikörper zu identifizieren, die bei Patienten mit AD induziert werden, und zu bestimmen, ob sie das beeinflussen Verlauf der Krankheit. Solche spezifischen Antikörper können auch diagnostische und therapeutische Eigenschaften haben. Diese spezifischen menschlichen monoklonalen Antikörper werden isoliert und in vitro mithilfe der Hybridom-Technik unter Verwendung einer proprietären Fusionspartnerzelllinie namens MFP-2 hergestellt. Kurz gesagt werden PBMCs mit MFP-2 fusioniert und die resultierenden Hybridome werden auf unspezifische Ig-Produktion und dann auf A-beta-spezifische Immunglobuline unter Verwendung von Standard-ELISA-Techniken untersucht. Hybridome, die spezifische menschliche monoklonale Antikörper absondern, werden zur Stabilisierung seriell subkloniert, expandiert und in definierten Medien gezüchtet, um große Mengen monoklonaler Antikörper zu produzieren.
2. Analyse von T-Zell-Untergruppen und aus Serum gewonnenen Zytokinen. Das Altern ist mit einer Schwächung des Immunsystems verbunden, die sich in einem Rückgang naiver T-Zellen und einer Zunahme von Gedächtnis- und regulatorischen T-Zellen äußert. Dadurch wird die Zytokinhomöostase sowohl in der Peripherie als auch im Gehirn verändert und kann zur Pathogenese von AD beitragen. Daher wird eine Analyse von T-Zell-Untergruppen (naives und Gedächtnis-CD4, CD8 und regulatorisches CD4CD25) mittels fluoreszenzaktivierter Zellsortierung (FACS) und serumabgeleiteten Zytokinen mittels ELISA durchgeführt und mit dem klinischen Score der Patienten korreliert.

Die statistische Auswertung der Unterschiede in den Mittelwerten zwischen den Gruppen erfolgt mithilfe des Student-t-Tests.