Vorhersage der Parkinson-Krankheit durch Augenscans: Ist das möglich?

Die Parkinson-Krankheit ist eine komplexe und fortschreitende neurologische Erkrankung, die tiefgreifende Auswirkungen auf das Leben von Millionen Menschen weltweit hat. Es zielt hauptsächlich auf das Zentralnervensystem ab und löst ein Spektrum motorischer und nichtmotorischer Symptome aus, deren Bewältigung körperlich und emotional schwierig sein kann. Weltweit sind mehr als 10 Millionen Menschen von der Parkinson-Krankheit betroffen. Parkinson stellt ein erhebliches Gesundheitsproblem dar, das die Forscher bei der Suche nach den genauen Ursprüngen und Auslösern immer wieder vor ein Rätsel stellt.(1,2,3)

Der Kern dieser Erkrankung liegt in der allmählichen Verschlechterung bestimmter Gehirnzellen, die für die Produktion von Dopamin verantwortlich sind, einem wichtigen Neurotransmitter, der eine entscheidende Rolle bei der Regulierung von Bewegung und Stimmung spielt. Diese Degeneration führt zu den typischen motorischen Symptomen der Parkinson-Krankheit, darunter Zittern, Muskelsteifheit, Bradykinesie (träge Bewegungen) und Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts und der Körperhaltung.(4)

Während diese motorischen Symptome die am deutlichsten erkennbaren Aspekte der Krankheit sind, erstreckt sich die Parkinson-Krankheit über die Bewegungseinschränkung hinaus. Nichtmotorische Symptome wie Stimmungsschwankungen, Schlafstörungen und kognitive Herausforderungen erhöhen die Komplexität der Erkrankung und wirken sich oft negativ auf die allgemeine Lebensqualität einer Person aus. Die Parkinson-Krankheit ist ein vielschichtiges Rätsel, das unser Verständnis weiterhin herausfordert und den dringenden Bedarf an fortlaufender Forschung und verbesserten Managementstrategien unterstreicht.(5,6)

Da sich die ersten Anzeichen der Erkrankung oft kaum erkennen lassen, ist es für Ärzte eine große Herausforderung, die Erkrankung frühzeitig zu erkennen. Interessanterweise sind die Augen ein Körperteil, der Hinweise auf Parkinson geben kann. Menschen mit der Parkinson-Krankheit können Veränderungen in ihrem Sehvermögen, trockene Augen oder Schwierigkeiten beim Lesen und beim vollständigen Offenhalten der Augen feststellen.(7)

Aktuelle Erkenntnisse des Moorfields Eye Hospital und des UCL Institute of Ophthalmology haben spezifische Augenmarker identifiziert, die auf das Vorliegen der Parkinson-Krankheit hinweisen könnten.(8) 

Bemerkenswert ist, dass diese Marker etwa sieben Jahre vor der offiziellen Diagnose auftreten können. Diese bahnbrechende Studie wurde kürzlich in der Zeitschrift Neurology der American Academy of Neurology veröffentlicht.(9)Schauen wir uns an, was diese Forschung zeigt und ob es tatsächlich möglich ist, die Parkinson-Krankheit durch Augenscans vorherzusagen.

Verwendung von Scantechniken zur Erkennung von Parkinson-Symptomen – was die Studie ergab

In der oben erwähnten Studie nutzte ein Forscherteam unter der Leitung von Dr. Siegfried Wagner, einem Honorary Clinical Senior Research Fellow am NIHR Biomedical Research Center am Moorfields Eye Hospital und am UCL Institute of Ophthalmology, die Leistungsfähigkeit künstlicher Intelligenz, um Daten aus zwei unterschiedlichen Quellen zu analysieren – dem AlzEye-Datensatz und der britischen Biobank-Datenbank.(10,11)

Anschließend nutzten die Forscher Daten aus Netzhaut-Augenscans, die mittels optischer Kohärenztomographie (OCT) erfasst wurden.(12)Nach Angaben des Forschungsteams handelt es sich bei der OCT um ein nicht-invasives Bildgebungsverfahren, mit dem Querschnittsbilder der Netzhaut erstellt werden können. In vielerlei Hinsicht funktioniert OCT ähnlich wieUltraschall, aber anstelle von Schallwellen nutzt es die Rückstreuung von Licht, um hochauflösende Bilder zu erzeugen.

Durch einen OCT-Scan konnte das Team die verschiedenen Netzhautschichten sichtbar machen und ihre Dicke genau messen.(13)Diese Fähigkeit erweist sich bei der Diagnose mehrerer medizinischer Erkrankungen, einschließlich altersbedingter Erkrankungen, als wertvollMakuladegeneration,Glaukom,diabetische Retinopathieund Makulalöcher.(14)

Identifizierung der Marker für die Parkinson-Krankheit

Bei der sorgfältigen Untersuchung der Augenscandaten konnte das Forscherteam Unterschiede innerhalb zweier spezifischer Schichten der inneren Netzhaut bei Parkinson-Patienten feststellen – nämlich der inneren plexiformen Schicht der Ganglienzelle und der inneren Kernschicht.(15)

Das Team beobachtete eine Ausdünnung der inneren plexiformen Schicht der Ganglienzellen bei verschiedenen neurologischen Erkrankungen, vonMultiple SkleroseZuAlzheimer-Demenz.(16)Dieses Phänomen kann auf einen größeren Verlust von Hirngewebe hinweisen. Bemerkenswerterweise sind Unregelmäßigkeiten innerhalb der inneren Kernschicht vor allem in Obduktionsstudien zutage getreten.(17,18)

Das Forschungsteam fand es faszinierend, Veränderungen in diesen Schichten zu entdecken, wenn man bedenkt, dass sich Zellen, die auf Dopamin angewiesen sind, zwischen den inneren Kern- und Ganglienzell-inneren plexiformen Schichten befinden. Obwohl dies spekulativ ist, ist es denkbar, dass die Studie eine primäre dopaminerge bedingte Degeneration bei Parkinson-Patienten beobachtete.

Die Forscher stellten außerdem einen signifikanten Zusammenhang zwischen der verringerten Dicke dieser beiden Netzhautschichten und einem erhöhten Risiko für die Entwicklung der Parkinson-Krankheit fest.

Das Forschungsteam entschied sich dafür, potenzielle Marker der Parkinson-Krankheit in Augenscans zu untersuchen, da die Krankheit ein typisches Merkmal ist, bei dem es zu einer Verarmung der Zellen kommt, die den Neurotransmitter Dopamin nutzen. Sie berücksichtigten auch, dass das Auge einen bequemen Zugang zum Gehirn bietet und Zellen beherbergt, die Dopamin nutzen.

Es ist interessant festzustellen, dass frühere Studien bei histologischen Untersuchungen des Netzhautgewebes von Personen mit Parkinson-Krankheit auch Merkmale im Zusammenhang mit dem Verlust von Dopamin-produzierenden Zellen aufgedeckt haben. Allerdings wurden solche Beobachtungen in der In-vivo-Bildgebung nicht konsistent identifiziert.(19)

Als Leiter des Forschungsteams machte Dr. Wagner darauf aufmerksam, dass die Forschungsergebnisse als vorläufig zu betrachten seien, und betonte, dass es sich dabei um eine frühe Entdeckung eines Zusammenhangs zwischen Abweichungen in der Netzhautmorphologie und dem Ausbruch der Parkinson-Krankheit handele.

Derzeit laufen weitere Untersuchungen zur multimodalen Bildgebung der Netzhaut und zu hochdimensionalen Modellierungstechniken, die Deep Learning zur Vorhersage der Parkinson-Krankheit nutzen. Darüber hinaus gibt es Pläne, den potenziellen Nutzen der Netzhautbildgebung bei der Erkennung der prodromalen Parkinson-Krankheit zu untersuchen.(20)

Den Weg für eine frühe Parkinson-Intervention ebnen

Bei der Durchsicht der Studie äußerte Dr. Daniel Truong, ein weiterer bekannter Neurologe und medizinischer Direktor des Parkinson’s and Movement Disorder Institute am MemorialCare Orange Coast Medical Center, seine Begeisterung über das Potenzial, Parkinson-Marker durch Augenscans bis zu sieben Jahre vor dem Auftreten klinischer Symptome zu erkennen.

Laut Dr. Truong hat dieses Konzept zusammen mit anderen frühen Anzeichen wie dem Verlust des Geruchssinns, Verstopfung und einer REM-Schlaf-Verhaltensstörung das Potenzial, neue Wege für frühe Interventionen zu eröffnen. Dies könnte es Ärzten ermöglichen, möglicherweise den Verlauf der Krankheit zu ändern oder ihre Symptome effektiver zu behandeln.(21,22,23,24)

Der nichtinvasive Charakter der Erkennungsmethode wird besonders geschätzt, da OCT-Scans der Netzhaut schnell, unglaublich detailliert und nichtinvasiv sind. Sie bieten wertvolle Einblicke nicht nur in die Augengesundheit, sondern auch in allgemeinere Gesundheitszustände.

Dennoch bestehen weiterhin einige Vorbehalte hinsichtlich der Implikationen der Studie. Obwohl diese Ergebnisse ermutigend sind, muss unbedingt darüber nachgedacht werden, wie sie sich in der klinischen Praxis umsetzen lassen. Auch Fragen zur Kosteneffizienz, Zugänglichkeit und den psychologischen Auswirkungen der Parkinson-Vorhersage auf gesunde Personen müssen geklärt werden.

Hervorhebung der Bedeutung regelmäßiger Augenuntersuchungen

Allerdings beurteilten nicht alle medizinischen Experten die Ergebnisse der Studie gleich vielversprechend. Nach Ansicht einiger Experten kann ein OCT-Scan nicht definitiv Aufschluss darüber geben, ob Sie derzeit an der Parkinson-Krankheit leiden oder daran erkranken werden.

Darüber hinaus gibt es neben der Parkinson-Krankheit noch viele andere Erkrankungen, die zu einer Ausdünnung der Ganglienzellschicht und anderer Netzhautschichten führen können. Dünne Netzhautschichten können mit Glaukom, Makuladegeneration, Netzhautgefäßerkrankungen und mehreren anderen Erkrankungen in Verbindung gebracht werden. Gleichzeitig kann es auch bei Kurzsichtigkeit zu einer Ausdünnung der Ganglienzellschicht kommen, sodass es sich um einen unspezifischen Befund handelt.(25)

Der Wert der Identifizierung ophthalmologischer Anzeichen der Parkinson-Krankheit im Rahmen einer klinischen Untersuchung kann jedoch nicht außer Acht gelassen werden. Es ist wichtig zu beachten, dass Menschen mit Parkinson-Krankheit aufgrund der verringerten Blinzelfrequenz häufig häufiger unter trockenen Augen leiden. Sie können auch auf Leseschwierigkeiten stoßen, da die Parkinson-Krankheit ihre Augenbewegungen beeinträchtigen kann, und manche Menschen können sogar Doppelbilder haben. Daher kann eine gründliche klinische Untersuchung durch einen Augenarzt oder Neuro-Ophthalmologen durchaus dabei helfen, frühe Anzeichen einer Parkinson-Krankheit zu erkennen.

Abschluss

Es besteht kein Zweifel, dass das Potenzial der Vorhersage der Parkinson-Krankheit durch Augenscans ein faszinierender Forschungszweig ist. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, diese Ergebnisse mit einer maßvollen Perspektive zu betrachten. Während die Studie auf einen Zusammenhang zwischen Netzhautveränderungen und Parkinson hinweist, ist sie noch kein verlässliches diagnostisches Instrument zur individuellen Risikobewertung. Die beobachtete Ausdünnung der Netzhautschichten kann mit verschiedenen Erkrankungen in Verbindung gebracht werden, was sie zu einem unspezifischen Marker macht. Klinische Untersuchungen durch Fachärzte wie Augenärzte und Neuro-Ophthalmologen bleiben für die Erkennung früher Anzeichen von Parkinson unerlässlich.

Die Studie eröffnet einen hoffnungsvollen Weg für frühzeitige Interventionen und ein verbessertes Krankheitsmanagement. Dennoch sind umfangreiche Forschung und klinische Validierung erforderlich, bevor Augenscans zu endgültigen Vorhersageinstrumenten werden können. Während wir tiefer in die komplizierten Zusammenhänge zwischen den Augen und dem Gehirn eintauchen, bleiben die Bemühungen, die Parkinson-Krankheit zu verstehen und zu bekämpfen, vielversprechend, erfordern jedoch evidenzbasierte Fortschritte.

Referenzen:

1. Statistik (ohne Datum) Parkinson-Stiftung. Erhältlich unter:https://www.parkinson.org/understanding-parkinsons/statistics(Zugriff: 05. September 2023).
2. Bloem, B.R., Okun, M.S. und Klein, C., 2021. Parkinson-Krankheit. The Lancet, 397(10291), S. 2284-2303.
3. Kalia, L.V. und Lang, A.E., 2015. Parkinson-Krankheit. The Lancet, 386 (9996), S. 896-912.
4. Grayson, M., 2016. Parkinson-Krankheit. Nature, 538 (7626), S. S1-S1.
5. Thakur, K.T., Albanese, E., Giinnakolos, P., Jets, N., Linds, M., Prince, M.J., Steiner, T.J. und Dua, T., 2016. Neurologische Determinanten. Direas Control Prioritions, 4, S. 87–107.
6. Chaudhuri, K.R., Odin, P., Antonini, A. und Martinez-Martin, P., 2011. Parkinson-Krankheit: die nichtmotorischen Probleme. Parkinsonismus und verwandte Störungen, 17(10), S. 717-723.
7. 10 frühe Anzeichen (ohne Datum) Parkinson-Stiftung. Erhältlich unter:https://www.parkinson.org/understanding-parkinsons/10-early-signs(Zugriff: 05. September 2023).
8. UCL (ohne Datum) UCL – University College London, UCL Institute of Ophthalmology. Erhältlich unter:https://www.ucl.ac.uk/ioo/(Zugriff: 05. September 2023).
9. Wagner, S.K., Romero-Bascones, D., Cortina-Borja, M., Williamson, D.J., Struyven, R.R., Zhou, Y., Patel, S., Weil, R.S., Antoniades, C.A., Topol, E.J. und Korot, E., 2023. Merkmale der retinalen optischen Kohärenztomographie im Zusammenhang mit Vorfällen und der vorherrschenden Parkinson-Krankheit. Neurologie.
10. Wagner, S.K. et al. (2022) Alzeye: Längsschnittliche Verknüpfung von ophthalmologischer Bildgebung und Krankenhauseinweisungen von 353157 Patienten in London, Großbritannien, BMJ Open. Erhältlich unter:https://bmjopen.bmj.com/content/12/3/e058552(Zugriff: 05. September 2023).
11. (2023) UK Biobank – UK Biobank. Erhältlich unter:https://www.ukbiobank.ac.uk/(Zugriff: 05. September 2023).
12. Podoleanu, A.G., 2012. Optische Kohärenztomographie. Journal of Microscopy, 247(3), S. 209-219.
13. Mahabadi, N. und Al Khalili, Y., 2019. Neuroanatomie, Netzhaut.
14. Makulaloch (kein Datum) National Eye Institute. Erhältlich unter:https://www.nei.nih.gov/learn-about-eye-health/eye-conditions-and-diseases/macular-hole(Zugriff: 05. September 2023).
15. Deng, Y., Wang, H., Simms, A.G., Hu, H., Zhang, J., Gameiro, G.R., Rundek, T., Signorile, J.F., Levin, B.E., Yuan, J. und Wang, J., 2022. Altersbedingte fokale Ausdünnung der inneren plexiformen Schicht der Ganglienzellen in einer gesunden Population. Quantitative Bildgebung in Medizin und Chirurgie, 12(6), S.3034.
16. Egypt, R.A., Weltzien, F., Purushothuman, S., Lee, S.C., Martin, P.R. und grünert, U., 2021. Zusammensetzung der inneren Kernschicht in der menschlichen Netzhaut. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 62(9), S. 22-2
17. Bsteh, G., Berek, K., Hegen, H., Altmann, P., Wurth, S., Auer, M., Zinganell, A., Di Pauli, F., Rommer, P., Leutmezer, F. und Deisenhammer, F., 2021. Makulaganglionzelle – Ausdünnung der inneren plexiformen Schicht als Biomarker für das Fortschreiten der Behinderung bei schubförmiger Multipler Sklerose. Multiple Sclerosis Journal, 27(5), S. 684-694.
18. López-de-Eguileta, A., Cerveró, A., Ruiz de Sabando, A., Sánchez-Juan, P. und Casado, A., 2020. Ausdünnung der Ganglienzellschicht bei Alzheimer. Medizin, 56(10), S.553.
19. Ortuño‐lizarán, I., Sánchez‐sáez, X., Lax, p., Serrano, G.E., Beach, T.G., Adler, C.H. Und cuenca, n., 2020. Dompaminerge Netzhautzellen und Sehstörungen bei der Parkinson-Krankheit. Annals of Neurology, 88(5), S. 893-9
20. Sarker, I.H., 2021. Deep Learning: ein umfassender Überblick über Techniken, Taxonomie, Anwendungen und Forschungsrichtungen. SN Computer Science, 2(6), S.420.
21. Roos, D.S., Klein, M., Deeg, D.J., Doty, R.L. und Berendse, H.W., 2022. Prävalenz prodromaler Symptome der Parkinson-Krankheit in der Bevölkerung im späten mittleren Alter. Journal of Parkinson’s Disease, 12(3), S. 967–974.
22. Fullard, M.E., Morley, J.F. und Duda, J.E., 2017. Olfaktorische Dysfunktion als früher Biomarker bei der Parkinson-Krankheit. Neuroscience Bulletin, 33, S. 515-525.
23. Yu, Q.J., Yu, S.Y., Zuo, L.J., Lian, T.H., Hu, Y., Wang, R.D., Piao, Y.S., Guo, P., Liu, L., Jin, Z. und Li, L.X., 2018. Parkinson-Krankheit mit Verstopfung: klinische Merkmale und relevante Faktoren. Wissenschaftliche Berichte, 8(1), S.567.
24. Mahmood, Z., Van Patten, R., Nakhla, M.Z., Twamley, E.W., Filoteo, J.V. und Schiehser, D.M., 2020. REM-Schlafverhaltensstörung bei Parkinson-Krankheit: Auswirkungen auf kognitive, psychiatrische und funktionelle Ergebnisse. Journal of the International Neuropsychological Society, 26(9), S. 894-905.
25. Ji, Y., Ji, Y., Liu, Y., Zhao, Y. und Zhang, L., 2023. Forschungsfortschritte bei der Diagnose von Netzhautgefäßerkrankungen auf der Grundlage künstlicher Intelligenz und Fundusbildern. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 11, S. 1168327.

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