Die Alzheimer-Krankheit, die häufigste Form der Demenz, stellt eine der größten Herausforderungen für die medizinische Forschung dar. Um diese heimtückische Erkrankung besser zu verstehen, spielen Hirnautopsien eine entscheidende Rolle. Die neuropathologische Untersuchung, die als "diagnostischer Goldstandard" gilt, ermöglicht es, die Diagnose zu sichern und die komplexen Mechanismen der Krankheit zu entschlüsseln.
Alois Alzheimer und die Anfänge der Forschung
Bereits im Jahr 1906 beschrieb Alois Alzheimer erstmals die nach ihm benannte Krankheit. Durch die Autopsie des Gehirns seiner Patientin Auguste D. entdeckte er eigenartige Veränderungen, die er als Plaques und Neurofibrillenbündel bezeichnete. Er erkannte darin die Ursache für die Gedächtnisprobleme seiner Patientin. Diese Erkenntnisse sind auch heute noch von großer Bedeutung.
Die Bedeutung von Hirngewebebanken
In der modernen Forschung haben sich Hirngewebebanken, sogenannte "Brain Banks", etabliert. Diese Einrichtungen sind auf Gewebespenden angewiesen, um Forschern Zugang zu menschlichem Hirnmaterial zu ermöglichen. Hugo Dittmar, dessen Frau Heidi an Alzheimer erkrankt war, betont: „Man muss möglichst nah am richtigen Objekt forschen können. Das ist der Schlüsselpunkt. Viel besser ist es natürlich, wenn man an menschlichem Material forschen kann.“ Dittmar und seine Frau waren sich einig, dass nach ihrem Tod ihr Gehirn der Forschung zur Verfügung stehen sollte.
Warum Hirnautopsien unerlässlich sind
Eine Mitarbeiterin einer Brain Bank erklärt: „Sie können eine direkte Untersuchung des menschlichen Gehirns nicht ersetzen.“ Autopsien sind von besonderer Bedeutung, um Therapieansätze zu entwickeln und den Erkenntnisgewinn zu erweitern oder zu sichern. Erkenntnisse aus Tierversuchen sind begrenzt, da sie die Wirklichkeit des menschlichen Gehirns nicht in ausreichendem Maße abbilden.
Qualitätskontrolle und Überprüfung von Diagnosemethoden
Autopsien dienen gewissermaßen als "Qualitätskontrolle". Sie ermöglichen es, die beim Erkrankten zu Lebzeiten angewandten diagnostischen Untersuchungsmethoden, wie z.B. bildgebende Verfahren, auf ihre Ergebnisse hin zu überprüfen. So kann beispielsweise eine zu Lebzeiten gestellte Diagnose durch die neuropathologische Untersuchung korrigiert werden.
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Ermittlung der genauen Todesursache
Durch eine Autopsie kann die genaue Todesursache bestimmt werden. Zudem kann erbracht werden, welche medizinische Versorgung der Patient erhalten hat.
Die DZNE Brain Bank
Das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) baut in Kooperation mit universitären Partnern die DZNE Brain Bank auf. Dort werden Biomaterial von Gehirn und Rückenmark sowie ggf. weitere Informationen gesammelt. Das DZNE führt wissenschaftliche Projekte zur Erforschung von neurodegenerativen Erkrankungen des Gehirns und Rückenmarks durch, wie z. B. der Alzheimer-Demenz, frontotemporalen Demenz, Parkinson-Krankheit oder amyotrophen Lateralsklerose (ALS). Da die Ursachen dieser Erkrankungen bis zum heutigen Zeitpunkt in weiten Teilen ungeklärt sind und eine Diagnosestellung bei vielen neurodegenerativen Erkrankungen derzeit zu Lebzeiten nicht mit 100%iger Sicherheit möglich ist, ist die neuropathologische Untersuchung von entscheidender Bedeutung.
Fortschritte in der Diagnostik: Amyloid-PET-Bildgebung
Ein internationales Forscherteam hat eine neue Methode entwickelt, um Proteinablagerungen im Gehirn von Alzheimer-Patienten sichtbar zu machen, lange bevor die ersten Symptome auftreten. Mit der leicht radioaktiven Substanz Florbetaben, einem sogenannten Tracer, können die für Alzheimer typischen Eiweißablagerungen (β-Amyloid) im Gehirn mithilfe der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) sichtbar gemacht werden.
Früherkennung ohne Therapieoption?
Professor Hermann-Josef Gertz, Leiter der Gedächtnisambulanz in Leipzig, betont, dass diese Möglichkeit der Autopsie vorbehalten war. Er räumt jedoch ein, dass es sich um eine "bizarre Situation" handelt, da es für die frühe Phase der Alzheimer-Krankheit, in der Veränderungen im Gehirn stattfinden, aber noch keine Symptome auftreten, bisher keine Therapie gibt.
Die Hoffnung auf zukünftige Therapien
Professor Thomas Arendt, Hirnforscher am Paul-Flechsig Institut in Leipzig, sieht in der Frühdiagnostik jedoch einen wichtigen Schritt zur Entwicklung von Therapien. Er argumentiert, dass bisherige Therapieversuche möglicherweise deshalb erfolglos waren, weil die Erkrankungen in den Studien bereits zu weit fortgeschritten waren. Neue Forschungen versuchen, die Bildung von Eiweißablagerungen zu verhindern oder sie wieder aufzulösen. Nur wenn Mediziner die Krankheit früh genug erkennen, können die Patienten an entsprechenden Studien teilnehmen.
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Die Komplexität der Alzheimer-Krankheit
Mediziner unterscheiden die Alzheimer-Krankheit von der Alzheimer-Demenz. Die Alzheimer-Krankheit ist die stumme Phase, für die es bisher keine Therapie gibt. Es ist bisher nicht bewiesen, dass die Eiweißablagerungen zwangsläufig Alzheimer auslösen. Denkbar wäre auch, dass sie sich in einigen Fällen von alleine wieder auflösen. Außerdem ist ß-Amyloid nicht die einzige Ursache für eine Alzheimer-Krankheit. Mediziner wissen auch nicht, wie schnell die Krankheit voranschreitet.
Die Diagnose der Alzheimer-Krankheit
Jahrzehntelang war die Diagnose der Alzheimer-Krankheit das Ergebnis eines Ausschlussverfahrens. Bis vor kurzem war eine eindeutige Diagnose erst nach einer Autopsie möglich, bei der das Gehirn auf die physischen Merkmale der Krankheit untersucht wurde - Beta-Amyloid und Tau, Proteine, die wie Plaques und Knäuel im Gehirn aussehen.
Früherkennung und Differenzialdiagnose
Dr. Meike Maehle betont die Bedeutung der Früherkennung und der Kompetenz, Demenz richtig von einer Alzheimer Krankheit zu unterscheiden, da sich die nachfolgende Behandlung je nach Erkenntnislage unterscheidet.
Heterogenität der Alzheimer-Erkrankung
Eine aktuelle Studie untersuchte die Heterogenität der kognitiven Störungen bzw. das kognitive Profil bei fast 5.000 Patienten mit möglicher Alzheimer-Demenz. Die Ergebnisse zeigen, dass die meisten Patienten (ca. 80%) AD-typische kognitive Profile aufweisen (größere Beeinträchtigung des Gedächtnisses bzw. der Erinnerungsleistungen als andere kognitive Störungen), während ca. 20% ein atypisches Profil haben (d. h. vergleichbar schwere Störungen in allen kognitiven Bereichen). Patienten mit atypischen Profilen waren jünger, häufiger männlich, die globale Demenz war weniger schwer, die Depressivität dagegen war höher, der genetische Alzheimer-Risikofaktor „Apolipoprotein-E4“ war seltener und die neuropathologischen Merkmale im Autopsie-Befund schwächer ausgeprägt und der kognitive Verfall verlief langsamer.
Bedeutung für Therapiestudien
Prof. Dr. Dodel erklärt, dass die meisten Alzheimer-Studien bisher die ausgeprägte Heterogenität der Erkrankung nicht berücksichtigen, was aber vor dem Hintergrund verschiedener Prognosen und möglicher unterschiedlicher Therapieantworten von großer Bedeutung sein kann. Er betont, dass dies in Therapiestudien schnell zu einer Verwässerung der Ergebnisse führen kann und es für künftige Studien sinnvoll erscheint, hinsichtlich der Besonderheiten bei Alzheimer-Patienten mit klassischem und atypischem Verlauf zu stratifizieren.
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Glutamat und neuronale Hyperaktivität
Eine neue tierexperimentelle Studie zeigt, dass die Alzheimer-Krankheitssymptome durch eine β-Amyloid (Aβ) -abhängige Nervenzellüberaktivität ausgelöst werden. Die neuronale Hyperaktivität beginnt mit einem gestörten „Glutamat-Reuptake“, was zu einer Dauererregung der Zelle führt. Die Studie konnte nachweisen, dass ein Überschuss an Glutamat im Gehirn ausreicht, um die β-Amyloid abhängige Neuronenüberaktivität anzukurbeln.
Die BrainBank/Biobank der Charité
Die BrainBank/Biobank am Institut der Neuropathologie der Charité wurde 2014 geschaffen, um die Lücke zwischen Tiermodellen und dem Menschen zu schließen. Patient*innen mit einer neurodegenerativen Erkrankung haben die Möglichkeit, nach dem Ableben mit ihrer Gehirn- oder Körperspende die Erforschung und Bekämpfung dieser einschneidenden Erkrankungen aktiv zu unterstützen. Voraussetzung für eine Autopsie sowie die Aufbewahrung und Nutzung von verbleibenden Gewebe(proben) und Körperflüssigkeiten zu Forschungszwecken ist eine Aufklärung durch einen Arzt / eine Ärztin und das Vorliegen einer schriftlichen Einwilligung auf freiwilliger Basis.
Ablauf einer Autopsie
Bei neurodegenerativen bzw. Demenz-Erkrankungen ist die Entnahme und Untersuchung des Gehirns und des Rückenmarks sowie des Liquors notwendig, um die definitive Diagnose der zugrundeliegenden Erkrankung sichern zu können. Dies geschieht entweder im Rahmen einer Teilautopsie oder mittels einer Ganzkörperautopsie.
Ethische Aspekte
Voraussetzung für die Verwendung der verbleibenden Gewebe(proben) und Körperflüssigkeiten sowie der zugehörigen Daten für ein konkretes medizinisches oder wissenschaftliches Projekt ist, dass das Forschungsvorhaben durch eine Ethikkommission bewertet wurde. Die Zustimmung zur Autopsie sowie die Aufbewahrung und Verwendung von verbleibenden Gewebe(proben) und Körperflüssigkeiten sowie den zugehörigen Daten kann jederzeit ohne Angabe von Gründen und ohne nachteilige Folgen widerrufen werden.
Fallbeispiel Auguste D.
Die Akte Auguste D. ist der erste überlieferte Bericht, in dem anklingt, wie es der Patientin geht. Auguste D. war Kanzlistenfrau und lebte mit ihrem Mann in Frankfurt. Mit 51 Jahren traten bei ihr Gedächtnisprobleme und Verhaltensänderungen auf. 1901 wurde sie in die Anstalt für „Irre und Epileptische“ in Frankfurt eingeliefert. Alzheimer protokollierte sorgfältig die Gespräche mit seiner Patientin und vermutete einen krankhaften Prozess. Nach dem Tod von Auguste D. untersuchte er ihr Gehirn und entdeckte Plaques und Neurofibrillen.
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