Rolle gehirnspezifischer Biomarker beim Hydrozephalus

Derzeit werden mehrere Biomarker für Nervengewebeschäden untersucht, die möglicherweise in Zukunft als empfindliche und spezifische Biomarker dienen könnten. Dazu gehören Neurofilament Light Chain (NfL), Neuron-Specific Enolase (NSE), S100-Protein und Tau-Protein.

A) Neurofilament-Leichtkette (NfL) und Neurofilament-Schwerkette (NfH):

Neurofilamente (Nfs) sind zylindrische Proteine, die ausschließlich im neuronalen Zytoplasma vorkommen. Unter normalen Bedingungen werden nur geringe Mengen der Neurofilament-Leichtkette (NfL) von Axonen freigesetzt. Erhöhte NfL-Spiegel wurden als Reaktion auf axonale Schäden im Zentralnervensystem (ZNS) aufgrund entzündlicher, neurodegenerativer, traumatischer oder vaskulärer Ursachen beobachtet, insbesondere bei älteren Menschen. NfL ist die am besten lösliche Untereinheit der Neurofilamente, wodurch ihre Messung zuverlässiger ist als bei anderen Untereinheiten.

Die Konzentration von NfL in der Liquor cerebrospinalis ist bei Patienten mit neurologischen Störungen höher als bei gesunden Kontrollpersonen. Ähnliche Ergebnisse wurden bezüglich der NfL-Spiegel im Serum berichtet. Die Rolle von NfL als Biomarker wurde bei Erkrankungen wie Multipler Sklerose (MS), Alzheimer-Krankheit (AD), frontotemporaler Demenz (FTD), amyotropher Lateralsklerose (ALS), atypischen Parkinson-Erkrankungen (APD) und traumatischen Hirnverletzungen nachgewiesen (TBI). In geringerem Umfang wurde es auch bei der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit und neurologischen Komplikationen einer HIV-Infektion untersucht, wo es sehr hohe Konzentrationen in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit erreicht, sowie bei der Huntington-Krankheit (HD) und dem normotensiven Hydrozephalus (NPH oder iNPH). Daher erfreut sich die Umsetzung in der klinischen Praxis immer größerer Akzeptanz. Es besteht eine stärkere Korrelation zwischen NfL-Werten und ALS im Vergleich zu NfH, obwohl die Rolle von NfH noch nicht so umfassend geklärt ist.

B) Protein S100:

Das S100-Protein gehört zu einer großen Familie kalziumbindender Proteine ​​und ist in vielen Bereichen der Medizin ein etablierter Biomarker. Insbesondere das S100B-Protein ist ein anerkannter Biomarker bei neurodegenerativen Erkrankungen. Mehrere Studien haben einen signifikanten Anstieg des S100B-Spiegels bei Hydrozephalus gezeigt. Der Zusammenhang zwischen S100B-Spiegeln und klinischem Verlauf ist jedoch nicht ausreichend erforscht.

C) Neuronenspezifische Enolase (NSE) NSE ist ein Isoenzym im glykolytischen Weg. Erhöhte NSE-Werte wurden bei Patienten mit Hirnverletzungen oder Schlaganfällen beschrieben. Seine Halbwertszeit im Serum beträgt etwa 48 Stunden. Erhöhte S100B- und NSE-Werte nach Verletzungen sind mit einem ungünstigen Ausgang und einem größeren Ausmaß an Hirngewebeschäden verbunden. In einer aktuellen Studie von Mehmedika-Suljić et al. wurde bei Patienten mit Hydrozephalus im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen ein nicht signifikant niedrigerer NSE-Wert festgestellt. Es gibt eine begrenzte Anzahl von Studien, die sich mit der Bedeutung von NSE und ihrer klinischen Relevanz bei NPH befassen.

D) Tau-Protein und Beta-Amyloid:

Es gibt eine enge Überschneidung zwischen dem idiopathischen Normaldruckhydrozephalus (iNPH) und der Alzheimer-Krankheit (AD), da bei beiden Erkrankungen eine abnormale Ablagerung toxischer Nebenprodukte des Gehirnstoffwechsels im Gehirn auftritt, wie z. B. Amyloid-beta 1-42 (Amyloid-β 1-42). ) und Tau-Protein. Erkenntnisse aus Hirngewebestudien deuten sogar darauf hin, dass iNPH als Krankheitsmodell für die Alzheimer-Krankheit angesehen werden könnte. Es wurde auch gezeigt, dass die Alzheimer-Krankheit ein starker Prädiktor für ein nicht ansprechendes iNPH ist. Jüngste Studien deuten sogar darauf hin, dass der letzte Schritt der Neurodegeneration die pathologische Gehirnaggregation toxischer Nebenprodukte des Gehirnstoffwechsels ist, die durch eine gestörte Beseitigung dieser Abfallprodukte verursacht wird, wie z. B. die Ablagerung von Amyloid-β 1-42 und Tau bei der Alzheimer-Krankheit und von α-Synuclein bei der Alzheimer-Krankheit Parkinson-Krankheit.

Aufgrund des engen Zusammenhangs zwischen iNPH und anderen Demenzerkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit und der Parkinson-Krankheit könnten Biomarkerwerte für Neurodegeneration in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit oder im Blut möglicherweise zur Unterscheidung zwischen responsivem iNPH und nicht-responsivem Shunt-iNPH herangezogen werden. In diesem Zusammenhang wurden bereits Biomarker wie Gesamt-Tau (T-Tau) und Amyloid-β 1-42 vorgeschlagen, um diese Differenzierung zu unterstützen.

Zusammenfassend scheinen NfL, Tau-Protein und Beta-Amyloid vielversprechende Biomarker zu sein, die in vielen Fällen nicht nur die Rolle eines Markers zur Identifizierung neuronaler Schäden, etwa im Fall eines postoperativen Delirs, sondern auch für das reguläre erfüllen Überwachung ihrer Werte. Bei Erkrankungen wie Multipler Sklerose (MS) könnte die regelmäßige Überwachung dieser Biomarker als Leitfaden für die Behandlungsüberwachung, Medikamentenanpassungen oder die Früherkennung subklinischer Krankheitsrückfälle dienen. Dieses Prinzip könnte theoretisch auch auf andere neurodegenerative Erkrankungen übertragen werden.

Einigen Autoren zufolge scheinen diese Biomarker empfindlicher und spezifischer für neuronale Schäden zu sein als beispielsweise C-reaktives Protein. Daher sind sie nicht nur für die Behandlungsüberwachung vielversprechend, sondern auch als Früherkennung von subklinischen Krankheitsrückfällen. Die verfügbare Literatur lässt keine signifikante geschlechtsspezifische Variabilität bei diesen Biomarkern vermuten. Es gibt jedoch einen bekannten Ausgangswert, der mit dem Alter variiert.

Darüber hinaus haben alle genannten Biomarker das Potenzial, zwischen Shunt-responsivem und nicht-responsivem iNPH zu unterscheiden, was eine entscheidende prädiktive Rolle im diagnostischen und therapeutischen Prozess von iNPH spielt.