Die Alzheimer-Krankheit stellt eine wachsende globale Herausforderung dar. Experten warnen, dass sich die Zahl der Alzheimer-Fälle bis 2050 verdoppeln könnte. Weltweit suchen Forscher intensiv nach einer wirksamen Therapie. Neben medikamentösen Ansätzen rücken auch nicht-medikamentöse Therapien und neue Methoden zur Früherkennung in den Fokus.
Die Alzheimer-Krankheit: Eine globale Herausforderung
Weltweit leiden rund 47 Millionen Menschen an Alzheimer, allein in Deutschland sind es 1,5 Millionen. In den USA sind es knapp sechs Millionen. Diese Zahlen verdeutlichen die Dringlichkeit der Forschung. Lary Walker, ein Alzheimer-Forscher, beschreibt die Zerstörung im Gehirn von Alzheimer-Patienten als beängstigend.
Aktuelle Therapieforschung: Hoffnung und Rückschläge
Die Suche nach einer wirksamen Alzheimer-Therapie gestaltet sich schwierig. Im vergangenen Jahr wurden zwei große Studien für ein neuartiges Medikament abgebrochen, da die Ergebnisse nicht eindeutig waren. Trotzdem hat der Hersteller bei der US-Pharmaaufsicht die Zulassung beantragt. Walker hält dies für richtig, da es klare Hinweise darauf gebe, dass der Antikörper Aducanumab bei der Entfernung toxischer Plaques wirke. Das Problem bei den Studien sei jedoch, dass sie zu spät eingesetzt hätten.
Früherkennung als Schlüssel zur Behandlung
Walker und andere Alzheimer-Forscher plädieren dafür, die Krankheit sehr viel früher zu behandeln. Beide Eiweißablagerungen, Amyloid-Plaques und Tau-Fibrillen, stören die Kommunikation zwischen den Nervenzellen im Gehirn. Die genaue Rolle der Eiweiße bei der Erkrankung ist noch nicht vollständig geklärt, weshalb die Früherkennung so wichtig ist. Weltweit finden tausende Alzheimer-Studien statt, die sich auf die Eiweißplaques, Entzündungsprozesse im Gehirn und neue Methoden zur Früherkennung konzentrieren.
Innovative Ansätze in der Früherkennung: Das betaSENSE-Verfahren
Ein vielversprechender Ansatz zur Früherkennung ist das betaSENSE-Verfahren. Dieses Verfahren ermöglicht es, verschiedene neurodegenerative Erkrankungen vor dem Auftreten von Symptomen zu entdecken. Sogenannte Amyloid-beta-Ablagerungen (Aβ) im Gehirn, auch als Plaques bekannt, sind typisch für eine Alzheimer-Erkrankung. Diese Plaques sind eine Folge der Fehlfaltung dieses Proteins, die bereits 15-20 Jahre vor der sichtbaren "Verklumpung" im Gehirn auf der molekularen Ebene beginnt. Infrarotstrahlen messen die Struktur der extrahierten Abeta-Proteine. Dabei wird der patentierte Immuno-Infrarot-Sensor eingesetzt. Dies ist eine innovative, neue Plattform- Technologie, die betaSENSE entwickelt. Normal- (gesund) und Fehl-gefaltete (krank) Proteine absorbieren bei anderen Frequenzen. Je mehr fehlgefaltete Proteine die Messung ergibt, desto ist höher das Risiko, an Alzheimer zu erkranken. Auch bei anderen degenerativen Erkrankungen des zentralen Nervensystems wie Parkinson oder ALS (Amyotrophe Lateralsklerose) zeigen sich erste Anzeichen durch eine Fehlfaltung bestimmter Marker-Proteine. Was mit einem Körperflüssigkeitstest beginnt, mündet dank des betaSENSE-Verfahrens in der Möglichkeit, verschiedene neurodegenerative Erkrankungen vor dem Auftreten von Symptomen zu detektieren.
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Ein charakteristisches Merkmal der Parkinson-Krankheit ist die Fehlfaltung des Schlüsselproteins alpha-Synuclein (aSyn), das sich im Gehirn ansammelt. Die fehlgefalteten aSyn-Proteine aggregieren zu unlöslichen Strukturen, den so genannten Lewy-Körpern, die die Zellfunktionen beeinträchtigen und schließlich zum Zelltod führen. Infrarotstrahlen messen die Struktur der extrahierten aSyn-Proteine. Dabei wird der patentierte Immuno-Infrarot-Sensor eingesetzt. Diese ist eine innovative, neue Plattformtechnologie, die betaSENSE einsetzt. Normale (gesunde, grüne) und fehlgefaltete (kranke, rote) Proteine absorbieren bei anderen Frequenzen. Große Mengen an fehlgefaltetem aSyn weisen auf eine Parkinson-Erkrankung hin. Andere neurodegenerative Erkrankungen des zentralen Nervensystems wie Alzheimer oder ALS (amyotrophe Lateralsklerose), können ebenfalls durch die Bestimmung der Fehlfaltung spezifischer Markerproteine erkannt werden. Die Anwendungsfelder der betaSENSE-Technologie sind vielfältig und reichen von der Pharmaforschung (Drug Discovery), der Identifizierung von Risikopersonen für Studien bis hin zur Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen. Die innovative betaSENSE-Technologie bedeutet einen Durchbruch für die erfolgreiche pharmakologische Behandlung von Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen.
Die Rolle von Licht- und Tonsignalen: Die Flicker-Studie
Ein weiterer vielversprechender Ansatz ist die Flicker-Studie, bei der Patienten täglich eine Stunde lang Licht- und Tonsignalen in einer Frequenz von 40 Hertz ausgesetzt werden. Bei Versuchen mit Alzheimer-Mäusen führte diese Sinnesstimulation dazu, dass die Hirnleistung ansteigt und die Eiweißklumpen im Hirn sich zurückbilden. Jackie Spierman, eine Teilnehmerin der Studie, hofft, dass es eines Tages eine Heilung geben wird.
Die Ergebnisse der Studie mit Mäusen
Amyloid-Plaques im Gehirn unbehandelter Mäuse (links) und nach einer Woche der Licht- und Tonstimulation. Das überraschende Ergebnis: Schon nach einer Woche dieser Ton-Stimulation zeigten sich deutliche Verbesserungen sowohl im Gedächtnis als auch im Gehirn der Tiere. Die behandelten Mäuse konnten sich in einem Wasserbecken besser an die Position einer versenkten Plattform erinnern als ihre unbehandelten Artgenossen, wie die Forscher berichten. Noch deutlicher aber waren die Veränderungen im Gehirn der Mäuse: Nach einer Woche der Tonstimulation hatte sich die Menge der Plaques und des Beta-Amyloids im Hörzentrum und in dem für das Gedächtnis wichtigen Hippocampus um 40 bis 50 Prozent verringert. Es gab noch weitere positive Effekte: Ein bestimmter Typ von Immunzellen, die sogenannten Mikroglia, nahmen durch die Tonstimulation um 60 Prozent zu. Diese Zellen sind dafür bekannt, dass sie Amyloid-Plaques abbauen können. Noch durchschlagender war die Wirkung der Sinnes-Stimulation, als die Forscher die Töne mit den schon früher ausprobierten Lichtblitzen kombinierten. „Wir sehen dann eine Ausdehnung der positiven Effekte auf den präfrontalen Cortex und eine sehr drastische Reduktion von Amyloid“, berichtet Li-Huei Tsai vom MIT. Nach Ansicht der Forscher könnte eine solche Sinnesstimulation ein vielversprechender Ansatz gegen Alzheimer sein. „Zusammen mit unserer früheren Studie belegt dies, dass diese Form der Sinnesstimulation eine Wirkung auf verschiedene Zelltypen des Gehirns und Hirnregionen hat“, so Martorell und seine Kollegen.
Die Forscher vermuten, dass die Stimulation die Produktion bestimmter Hirnwellen, der sogenannten Gamma-Oszillationen, fördert - und dass dies die positiven Effekte hervorruft. Ihre Tests zeigten allerdings auch, dass die Wirkung der Stimulation nicht lange anhält: Wird die tägliche Behandlung gestoppt, steigt auch die Plaquemenge wieder. Die entscheidende Frage ist nun, ob die Licht- und Tonstimulation auch beim Menschen wirkt. Die Wissenschaftler haben bereits erste Tests ihrer Stimulationstherapie mit menschlichen Probanden durchgeführt - vorerst allerdings nur mit gesunden Personen, um die Verträglichkeit zu testen. Als nächstes sollen nun Studien mit Alzheimer-Patienten folgen. Die Forscher haben bereits begonnen, dafür Freiwillige mit Alzheimer in frühem Stadium zu gewinnen.
Die Gamma-Wellen-Theorie
Forschende prüfen, ob eine optische und akustische Stimulation im Frequenzbereich von Gamma-Wellen eine Demenz verzögern, bessern oder gar verhindern kann. Studien deuten darauf hin, dass die Stimulierung im Gehirn eine Art Gewebereinigung anregt. Die Gamma-Wellen sorgen dafür, dass im Gehirn zwischen den Nervenzellen viel Flüssigkeit zirkuliert und Alzheimer-typische Proteinklumpen ausschwemmt. Ob dies therapeutisches Potenzial hat, ist offen.
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Herausforderungen und Ausblick
Die meisten Studien sollen im Laufe des Jahres 2025 enden, dann folgt die Auswertung. „Wir brauchen Beobachtungszeiträume von mindestens zwei, besser fünf bis zehn Jahren, um sagen zu können, ob es einen therapeutischen Effekt gibt oder nicht“, sagt Timmermann. „Es wird noch ein ganzes Jahrzehnt brauchen, bis wir sicher wissen, ob und welche Form von Intervention hilfreich sein könnte und welche nicht.“ Immerhin: Die Gamma-Wellen-Behandlung gilt Studien zufolge als sicher - wenn sie denn hilft.
Tiefe Hirnstimulation: Ein etabliertes Verfahren in der Diskussion
Ein weiteres nicht-medikamentöses Verfahren ist die tiefe Hirnstimulation, die derzeit in einer internationalen Studie getestet wird. Elektrische Impulse sollen das Gehirn stimulieren. Timo Grimmer, Facharzt für Psychiatrie, sieht Potenzial in diesem Ansatz, da die tiefe Hirnstimulation bei Parkinson bereits gut etabliert ist. Er könne sich gut vorstellen, dass Stromimpulse auch Patienten mit Alzheimer helfen könnten. Dazu rege man die noch funktionierenden Nervenzellen an, die so womöglich wieder im Hirnnetzwerk funktionierten.
Die Fornix-Stimulation
Aufgrund der bislang limitiert wirksamen medikamentösen Therapien bei der Alzheimer-Demenz (AD) besteht ein großes Interesse an weiteren Möglichkeiten, den Krankheitsverlauf und die Symptome zu beeinflussen. Die Tiefe Hirnstimulation (THS/DBS), bei welcher stereotaktisch Elektroden gezielt platziert werden, hat sich als vielversprechende Methode gezeigt, um mittels elektrischer Impulse Einfluss auf gedächtnis-relevante Netzwerke auszuüben. Hierfür scheint insbesondere der Fornix, ein weißes Faserbündel im medialen Temporallappen mit engen Verbindungen zum Hippocampus, als Zielstruktur geeignet. Erkenntnisse über die exakte Funktionsweise einer solcher Stimulation sind jedoch begrenzt. Außerdem konzentrierten sich frühere Studien in erster Linie auf die therapeutischen Langzeitwirkungen.
Die aktuelle Studie
In der aktuellen Studie durchlaufen die Patient:innen zwei Durchgänge eines Gedächtnisparadigmas, einmal bei eingeschalteter Tiefen Hirnstimulation (Stim-ON) und einmal bei ausgeschalteter Stimulation (Stim-OFF), währenddessen die Verhaltensdaten, elektroenzephalographische Daten (EEG), die Hautleitfähigkeit, die Herzfrequenz und die Pupillenweite erfasst werden. Studienarm 1 durchläuft das Paradigma zunächst bei aktiver Stimulation, woraufhin die Stimulation für die zweite Runde der Gedächtnisaufgabe ausgeschaltet wird. Die Zuteilung zu den Studienarmen erfolgt randomisiert. Zusätzlich werden EEG-Daten im Ruhezustand unter verschiedenen Stimulationsfrequenzen gesammelt. In Studienarm 2 wird die Stimulation zu Beginn ausgeschaltet und erst für den zweiten Durchlauf des Gedächtnisparadigmas wieder angeschaltet. Gleichzeitig werden analog zu Studienarm 1 Verhaltensdaten, elektroenzephalographische Daten (EEG), die Hautleitfähigkeit, die Herzfrequenz und die Pupillenweite erfasst. Zusätzlich werden auch hier EEG-Daten im Ruhezustand unter verschiedenen Stimulationsfrequenzen gesammelt. Gedächtnisleistung in beiden Durchgängen (Stim-ON vs. Stim-OFF; Anzahl korrekter Items, Lokalisation). Dabei verwenden wir ein etabliertes Paradigma zur Messung des episodischen und des räumlichen Kontextgedächtnisses mit zwei Stimuli-Sets (Muecke et al., 2018).
Transkranielle Pulsstimulation (TPS): Eine neue Hoffnung?
Die Transkranielle Pulsstimulation (TPS) ist ein weiteres vielversprechendes, nicht-invasives Verfahren zur Behandlung von Morbus Alzheimer. Mit der TPS können die geistigen Fähigkeiten von Menschen mit Alzheimer-Demenz aufrechterhalten und in vielen Fällen sogar verbessert werden. Die TPS ist ein in Deutschland CE-zertifiziertes Medizinprodukt zur Behandlung von Morbus Alzheimer. Aktuell wird dieses jedoch noch nicht von den gesetzlichen Krankenkassen übernommen, so dass TPS-Behandlungen ausschließlich privaten Selbstzahlern zur Verfügung stehen. Einige private Kassen bzw. die Beihilfe (Staatsbeamte, Lehrer, Soldaten etc.) sind eventuell bereit, die Kosten zu übernehmen.
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Wie funktioniert die TPS?
Mit einem Therapie-Handstück werden Stoßwellen mit Ultraschallfrequenzen erzeugt, die anschließend „transkraniell“ - also durch die Schädeldecke hindurch - bis zu acht Zentimeter tief präzise die betroffenen Gehirnareale stimulieren. Dazu wird vor der Behandlung Ultraschallgel auf die Kopfhaut bzw. auf die Haare des Patienten aufgetragen. So wird eine optimale Übertragung garantiert. Ein individuell angefertigtes spezielles MRT wird eingelesen. Anschließend setzt der Patient eine Brille zur Positionserkennung des Kopfes auf. Auf dem Computer wird präzise aufgezeichnet, wo und wieviel stimuliert wird - das ermöglicht eine optimale Anwendung. Die TPS-Behandlung ist nicht-invasiv: die niederenergetischen Impulse dringen also durch Haut und Schädeldecke, ohne diese zu verletzen - das Verfahren ist demnach sehr nebenwirkungsarm. Eine Behandlungsserie umfasst in der Regel 6 Sitzungen à 30 Minuten, die insgesamt innerhalb von zwei Wochen stattfinden. Im Anschluss werden einzelne Auffrischungs- bzw. Booster-Sitzungen alle 4 bis 6 Wochen empfohlen. Die Resultate sprechen für sich: Viele Patienten bzw. deren Angehörige berichten von einer deutlichen Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten.
Studienergebnisse zur TPS
Eine Studie unter der Leitung von Dr. Dabei wurden die ultrakurzen (3 µs) Stoßwellen-Impulse mit Energiewerten von 0,2 - 0,25 mJ/mm2 und Impulsfrequenzen von 4 - 6 Hz (Impulse pro Sekunde) in die präfrontalen, temporalen und okzipitalen Hirnareale eingebracht. Davor, währenddessen und danach (inkl. Follow-up) wurden diverse neuropsychologische Tests durchgeführt. Das Resümee der Studie durch Studienleiter Dr. „Die Transkranielle Pulsstimulation (TPS) kann im Vergleich zur transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) und zur transkraniellen Magnetstimulation (TMS) eine bessere räumliche Präzision bieten und tiefere Gehirnregionen erreichen. Signifikante Auswirkungen wurden bei HK-MoCA, Forward Digit Span und beim VFT festgestellt. Obwohl man auch in Hongkong in der ersten Pilot-Studie auf dementielle Syndrome fokussierte, wurde darüber hinaus die depressive Symptomatik berücksichtigt.
Kontraindikationen für die TPS-Behandlung
Bei den folgenden Indikationen kann eine Behandlung leider nicht erfolgen: Kürzlich zurückliegende Blutungen bzw. Vor Beginn der TPS-Behandlung sollte die zu behandelnde Erkrankung (in der Regel: Alzheimer-Demenz) bereits durch einen Arzt bzw. eine Ärztin und/oder Psychologen oder Psychologin diagnostiziert worden sein. Vor einer möglichen TPS-Behandlung wird zunächst in einem ärztlichen Beratungsgespräch geklärt, ob die TPS geeignet ist. Sollte dies der Fall sein, erfolgt ein Aufklärungsgespräch, in dem individuelle Erfolgsaussichten, Behandlungsalternativen sowie Risiken und mögliche Komplikationen besprochen werden. Hiernach kann die erste Behandlung beginnen.
Magnetfelder und Alzheimer: Ein umstrittener Zusammenhang
Der Zusammenhang zwischen Magnetfeldern und Alzheimer ist umstritten und wird in der Forschung kontrovers diskutiert. Zum Zusammenhang zwischen beruflicher Exposition gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern und der Alzheimer Demenz gibt es inzwischen sechs Metaanalysen. Garcia et al. identifizierten für den Publikationszeitraum von 1995-2004 insgesamt 14 Fall-Kontroll-Studien (FKS) und 11 Kohortenstudien (KS) mit mehr als 5000 Fällen. Sowohl in KS als auch in FKS wurde ein signifikantes Risiko beobachtet.
Metaanalysen im Überblick
Vergara et al. berücksichtigten in ihrer Metaanalyse 42 Publikationen zu verschiedenen Erkrankungen, wobei knapp die Hälfte der Studien (20) ausschließlich oder unter anderem Patient*innen mit einer Demenzerkrankung untersucht hatten. Die Studien wurden im Zeitraum 1983 bis 2011 publiziert. Für die AD ließ sich ein geringes, aber signifikantes Risiko im Random-Effects-Modell beobachten. Jalilian et al. publizierten einen systematischen Review mit Metaanalyse, der auf insgesamt 20 Studien aus den Jahren 1995 bis 2017 basierte. Mit einem Random-Effects-Modell wurde ein für Studientypen gepooltes signifikant erhöhtes Risiko ermittelt. Während vorhergehende Metaanalysen im Wesentlichen alle vorliegenden Publikationen zum Thema berücksichtigt hatten, wurden in einer Metaanalyse von Gunnarsson und Bodin nur Studien mit hoher wissenschaftlicher Qualität einbezogen. Huang et al. haben einen systematischen Review sowie eine Metaanalyse durchgeführt, welche das Risiko, an einer Demenz (nicht weiter spezifiziert) zu erkranken, im Zusammenhang mit einer beruflichen Magnetfeldexposition untersucht haben.
Schlafstörungen als Risikofaktor
Für die AD ist dokumentiert, dass ein gestörter Schlaf nicht nur Symptom der Erkrankung ist, sondern dass ein gestörter Schlaf auch einen eigenständigen Risikofaktor für die Entwicklung einer AD darstellt. Auf der Ebene von Biomarkern ist die AD u. a. durch die Ablagerung von Beta-Amyloid(Aβ)-Plaques sowie durch die Bildung von Tau-Fibrillen charakterisiert. Es gibt Hinweise darauf, dass die Konzentrationen verschiedener Biomarker der AD in der Rückenmarksflüssigkeit bzw. im Blut in Abhängigkeit vom Schlaf variieren.
Studien zu Magnetfeldern und Schlafqualität
In vier epidemiologischen Studien wurde ein möglicher Zusammenhang zwischen der Prävalenz von selbstberichteten Schlafproblemen und dem Ausmaß der NF-MF-Exposition am Arbeitsplatz untersucht. In der Querschnittsstudie von Barsam et al. wurde ein möglicher Einfluss der Exposition mit extrem niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern auf die Schlafqualität von Arbeitern, die in Hochspannungs-Umspannwerken beruflich exponiert worden waren, untersucht. In der Querschnittsstudie von Hosseinabadi et al. wurde ein möglicher Einfluss berufsbedingter Exposition mit NF-MF auf die Schlafqualität, Stress, Depression und Angst untersucht. In der dritten iranischen Studie zu berufsbezogener Exposition wurde die Schlafqualität von 18 Arbeitern zweier Umspannwerke eines petrochemischen Betriebs wie zuvor mit dem PSQI erhoben und mit einer Kontrollgruppe von 22 Mitarbeitern, die in Kontrollräumen oder Büros desselben Werkes arbeiteten, verglichen.
Lebensstil und Alzheimer: Prävention und Verlangsamung des Krankheitsverlaufs
Studien belegen, dass eine ausgewogene Ernährung, regelmäßige Bewegung, kognitive Herausforderungen, Stressreduzierung sowie der Verzicht auf Alkohol und Drogen den Verlauf von neurodegenerativen Erkrankungen deutlich verzögern können.
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