Biomarker: Neue Technologien öffnen ein Fenster zum Gehirn

Das Gehirn ist eines unserer wichtigsten Organe. Es kontrolliert unsere Gedanken, Emotionen, Erinnerungen und fast alle Prozesse unseres Körpers. Kurzum: Das Gehirn ist das Kontrollzentrum des Menschen. Verständlich, dass unser Körper alles daransetzt, es zu schützen: Die Blut-Hirn-Schranke verhindert, dass möglicherweise im Blut vorhandene Krankheitserreger und Giftstoffe das Gehirn erreichen. Der robuste Schädelknochen schützt zusätzlich vor mechanischen Einflüssen.
 

Dieser umfassende Schutz kann jedoch auch zur Herausforderung werden. Schließlich wirken diese Schutzmaßnahmen nicht nur gegen Toxine und Traumata, sondern auch gegen Wissenschaftler*innen sowie Ärztinnen und Ärzte. Wenn das Gehirn nicht wie vorgesehen funktioniert, kann das zum Problem werden, denn es erschwert die Diagnose und Behandlung von Erkrankungen.

Jahrzehntelang konnten neurologische Erkrankungen nur anhand von Symptomkonstellationen diagnostiziert werden. Bei der Alzheimer-Erkrankung sind das zum Beispiel Gedächtnisstörungen, Verhaltensänderungen und Schwierigkeiten beim Sprechen. Wie sich das Hirngewebe durch die Erkrankung verändert, konnte man erst nach dem Tod untersuchen. Bei Alzheimer-Erkrankten erkennt man beispielsweise unauflösbare Proteinablagerungen (ß-Amyloid-Plaques und Tau-Fibrillen). 

In den vergangenen zwanzig Jahren hat die neurologische Forschung jedoch große Fortschritte gemacht. Neue Technologien ermöglichen den Wissenschaftler*innen sowie Ärztinnen und Ärzten heute, das lebende Gehirn zu untersuchen und den Verlauf von Erkrankungen zu beobachten. Eine zentrale Rolle spielen dabei die Biomarker. 

Biomarker sind physiologische Messwerte, die Aufschluss über biologische Prozesse im Körper geben. Sie unterstützen die Diagnose und helfen, das Krankheitsrisiko und die Prognose für den Krankheitsverlauf abzuschätzen, das Krankheitsstadium zu bewerten und die Wirkung von Therapien zu überwachen.

In der Neurologie können Biomarker mittels bildgebender Verfahren wie der Magnetresonanztomographie (MRT), der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), Untersuchungen der Rückenmarksflüssigkeit (Liquor) oder Blutproben erfasst werden. Bildgebende Verfahren geben einen Einblick in die Vorgeschichte der Patient*innen und zeigen zum Beispiel Langzeitschäden im Gehirn auf, während Liquor und Blut eine Momentaufnahme des aktuellen Zustands der Patient*innen liefern. Dabei sind Blutproben am praktischsten: Sie sind einfach zu entnehmen und zu transportieren, kostengünstig und erfordern keine hochentwickelte medizinische Infrastruktur.

Für die Neurologie war die Untersuchung von Blutproben jedoch lange Zeit eher ungeeignet, da die Konzentration von Biomarkern, die mit dem Gehirn in Verbindung stehen, im Blut sehr niedrig ist. Außerdem wird der Serumspiegel beispielsweise durch Nieren und Leber beeinflusst, die Proteine aus dem Blut entfernen.

„Neue Technologien zur Messung von Biomarkern öffnen uns ein Fenster zum Gehirn und sorgen für einen großen Aufschwung in der neurowissenschaftlichen Arzneimittelentwicklung“, sagt Dr. John Beaver.

Könnten dieselben Blut-Biomarker über die Arzneimittelentwicklung hinaus auch bei klinischen Entscheidungen in der Neurologie helfen? Es gibt Grund zu der Annahme, dass dies in den nächsten Jahren bei mehreren neurologischen Erkrankungen möglich sein könnte.

In der Multiple-Sklerose-Forschung werden beispielsweise schon heute mittels MRT Entzündungsbiomarker gemessen und zur Diagnose genutzt. Auch Erkrankungen, die durch eine einzige Genmutation verursacht werden, wie manche Formen der amyotrophen Lateralsklerose (ALS), können zukünftig besser diagnostiziert und behandelt werden. Mit Hilfe der Genotypisierung können Personen mit ALS-Risiko identifiziert werden. Anhand von Neurofilament-Biomarkern können Ärztinnen und Ärzte bestimmen, ob bei den Betroffenen Symptome auftreten werden. So kann die Behandlung dieser speziellen Form der ALS schon vor den ersten Symptomen beginnen und den Ausbruch und das Fortschreiten der Erkrankung verlangsamen.

Dr. John Beaver ist überzeugt, dass die neuen Technologien zum Einsatz von Biomarkern große Chancen bieten: „Diese Technologien eröffnen neue Möglichkeiten für die Zukunft. Sie helfen uns, neurologische Krankheiten vorherzusagen und möglicherweise früher zu behandeln.“