Die Alzheimer-Krankheit, eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, betrifft Millionen von Menschen weltweit. In Deutschland sind derzeit etwa 1,7 Millionen Menschen von Demenz betroffen, wobei die Alzheimer-Krankheit die häufigste Ursache ist. Die Diagnose von Alzheimer und anderen Demenzformen war bisher ein aufwendiger, oft unsicherer und belastender Prozess. Zunehmende Vergesslichkeit, Orientierungsprobleme und der Verlust alltäglicher Fähigkeiten können erste Anzeichen sein. Dieser Artikel beleuchtet die neuesten Fortschritte in der Alzheimer-Diagnostik, insbesondere im Bereich der bildgebenden Verfahren wie CT und MRT, sowie die vielversprechenden Entwicklungen bei Bluttests.
Die Bedeutung der Früherkennung
Die Früherkennung der Alzheimer-Krankheit ist von entscheidender Bedeutung, da sie die Möglichkeit bietet, frühzeitig in den Krankheitsverlauf einzugreifen. Eine frühzeitige Therapie kann helfen, den Krankheitsverlauf zu verlangsamen und die Lebensqualität möglichst lange zu erhalten. Veränderungen auf molekularer Ebene, wie z.B. der Zuckerstoffwechsel in bestimmten Hirnregionen oder die typischen Plaques der Alzheimer-Krankheit, sind oft 15 bis 20 Jahre vor Auftreten der ersten Symptome nachweisbar. Eine Frühdiagnose ermöglicht es den Patienten, ihr weiteres Leben entsprechend zu planen und den Verlauf der Erkrankung durch Medikamente sowie körperliches oder kognitives Training zu beeinflussen.
Bildgebende Verfahren zur Alzheimer-Diagnostik
Magnetresonanztomographie (MRT)
Die Magnetresonanztomographie (MRT) hat sich als wichtiges Werkzeug in der Diagnostik der Alzheimer-Demenz etabliert. Die MRT liefert äußerst genaue Schnittbilder des Gehirns ohne Strahlenbelastung. Sie dient zum einen dazu, andere Erkrankungen auszuschließen, die ebenfalls Gedächtnisstörungen verursachen, wie Tumoren, chronische Subduralhämatome oder ein Normaldruckhydrocephalus. Zum anderen kann mittels MRT der oftmals mit diesen Erkrankungen verbundene Verlust an Hirnmasse (Atrophie) visualisiert werden.
Besonders aufschlussreich sind MRT-Bilder beim Blick auf den Hippocampus, eine Hirnregion, die bei Menschen mit Alzheimer schon in einem frühen Stadium schrumpft. Charakteristisch für die Alzheimer-Demenz ist eine Atrophie, also eine Volumenminderung der Hippocampusregion sowie kortikaler Strukturen insbesondere der Temporal- und Parietalregion. Der Hippocampus, eine für Gedächtnis und Lernen zentrale Hirnstruktur, zeigt bereits in frühen Stadien der Alzheimer-Demenz oftmals eine altersuntypische Volumenreduktion.
Mit der Weiterentwicklung der Bildgebungstechnologie gewinnt die KI-gestützte MRT-Volumetrie zunehmend an Bedeutung. Diese moderne Methode nutzt KI-basierte Algorithmen zur präzisen Messung von Gehirnvolumina und ermöglicht eine objektive Quantifizierung von regionalen oder globalen Atrophien. Nach Abgleich der volumetrierten Hirnareale mit normativen Datenbanken werden die Ergebnisse anschaulich in Grafiken und Zahlenwerten dargestellt. Bei MRT-Verlaufskontrollen können durch den Vergleich zeitlicher Veränderungen der Hirnvolumina die Krankheitsdynamik besser erfasst und auch subtilere Veränderungen frühzeitig erkannt werden.
Lesen Sie auch: Wichtige Fragen zum Schlaganfall
Mit der weltweit bereits in unterschiedlichen Ländern erfolgten Zulassung neuer Therapieverfahren für die Alzheimer-Demenz und der erwarteten Einführung in Europa gewinnt die MRT-Diagnostik an weiterer Bedeutung, da die monoklonalen Antikörper gegen Amyloidplaques (Lecanemab, Donanemab) ein regelmäßiges bildgebendes Monitoring der Patient*innen erfordern. Ein wichtiger Aspekt ist die Überwachung therapieassoziierter Veränderungen, die als ARIA (Amyloid-Related Imaging Abnormalities) bezeichnet werden. Diese umfassen sowohl ödematöse Veränderungen (ARIA-E) als auch mikrohämorrhagische Läsionen (ARIA-H), die als relevante potentiell Nebenwirkungen in den klinischen Zulassungsstudien beobachtet wurden.
Computertomographie (CT)
Die Computertomographie (CT) arbeitet mit Röntgenstrahlen und erzeugt so detaillierte Schichtaufnahmen des Kopfes. Sie dauert nur wenige Minuten und ist völlig geräuschlos. Für Menschen mit Platzangst oder Unruhe ist sie daher oft angenehmer.
Positronen-Emissions-Tomographie (PET)
Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ist mehr als ein Blick ins Gehirn: Sie zeigt, wie aktiv Nervenzellen arbeiten und ob sich krankhafte Proteine ablagern. Dafür werden schwach radioaktive Substanzen eingesetzt, die bestimmte Prozesse im Gehirn sichtbar machen. Technisch laufen alle PET-Untersuchungen ähnlich ab: Man bekommt eine schwach radioaktive Substanz gespritzt und liegt danach auf einer Liege, die langsam durch den PET-Scanner fährt. Der Unterschied liegt in der Substanz: Sie bindet entweder an Zucker, an Amyloid-Plaques oder an Tau-Fibrillen.
FDG-PET
FDG-PET macht sichtbar, wie gut Nervenzellen Zucker verwerten. Die PET des Gehirns mit dem Glukoseanalogon FDG wird seit Jahrzehnten in der Diagnostik von Demenzerkrankungen eingesetzt, insbesondere bei klinisch unklarem Verdacht auf eine neurodegenerative Ätiologie. Der Einsatz der FDG-PET in der Diagnostik von Demenzerkrankungen beruht auf dem Nachweis reduzierten Glukosestoffwechsels in bestimmten Gehirnarealen. Dabei stellt die FDG-PET den Glukoseverbrauch dar, der in der grauen Substanz des Gehirns primär mit der synaptischen Aktivität korreliert ist. Schon im „Ruhezustand“ des Gehirns entfallen 70-80 % des Glukoseverbrauchs auf diese signalbezogene synaptische Aktivität. Störungen synaptischer Aktivität (neuronale Dysfunktion) sind potentiell ein früher Marker für neurodegenerative Erkrankungen.
Beim klassischen Morbus Alzheimer zeigt die FDG-PET bereits in frühen symptomatischen Erkrankungsstadien eine reduzierte FDG-Aufnahme im Bereich des posterioren Cingulums. Im weiteren Krankheitsverlauf zeigen dann auch der Precuneus sowie temporo-parietaler Assoziations-Kortex und auch Frontallappen eine reduzierte FDG-Aufnahme.
Lesen Sie auch: Handlungsempfehlungen bei Alzheimer
Amyloid-PET
Die Amyloid-PET/CT stellt ein modernes, zugelassenes Verfahren der molekularen Bildgebung dar, welches den Nachweis der für die Alzheimer-Demenz typischen Amyloid-Plaque-Ablagerungen im Gehirn in vivo ermöglicht. In der Frühdiagnostik der AD ist die Amyloid-PET der FDG-PET überlegen, da cerebrale Amyloid-Ablagerungen den FDG/PET- oder MRT-Veränderungen um Jahre vorausgehen. Die Amyloid-Bildgebung hat daher bereits diagnostischen Wert in den frühen Erkrankungsstadien, wie bei der leichten kognitiven Störung (mild cognitive impairment, MCI).
Somit kann ein positiver Amyloid-Scan auf das Vorliegen einer für die AD typischen Pathologie hinweisen, ist aber nicht gleichbedeutend mit der Diagnose einer Demenz. Ein negativer Amyloid-Scan macht das Vorliegen einer AE dagegen sehr unwahrscheinlich. Die Amyloid-Bildgebung kann daher einerseits symptomatisch atypische Erscheinungsformen der AD identifizieren und andererseits auch klinisch fälschlich als Alzheimer-Demenz imponierende Erkrankungen anderer Ursache ausschließen.
Einen klaren Stellenwert hat die Amyloid-Bildgebung darüber hinaus als Einschlusskriterium für neue Therapieverfahren, die sich gegen die Amyloid-Ablagerungen richten.
Tau-PET
Die Ablagerung von Tau-Proteinen ist ein grundlegendes pathophysiologisches Merkmal vieler neurodegenerativer Demenzerkrankungen. Die Entwicklung sensitiver Tau-PET Radionuklide für die PET/CT in den letzten Jahren hat die Lokalisation von Tau-Ablagerungen in unterschiedlichen klinischen neurodegenerativen Phänotypen in vivo ermöglicht. Bei der AD sind die räumlichen Muster der Tau-Pathologie in temporalen, parietalen und frontalen Regionen mit der Neurodegeneration und klinischen Symptomatik korreliert.
PET/MRT
Da liegt es auf der Hand, in der Diagnostik neurodegenerativer Erkrankungen auf eine Kombination von PET und MRT (PET/MR) zu setzen. „Der Einsatz von hybriden PET-MR-Geräten bietet eine Reihe von Vorteilen für Patienten, Betreuer und Zuweiser“, bekräftigt Prof. Dr. Henryk Barthel, Oberarzt an der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin am Universitätsklinikum Leipzig. Dass beide Untersuchungen parallel in einer Sitzung durchgeführt werden können, bedeutet eine enorme Erleichterung für alle Beteiligten und erhöht laut einer Leipziger Studie die Akzeptanz. „Darüber hinaus könnte mit der simultanen Bildgebung die Diagnose selbst in Zukunft verbessert werden“, betont Barthel. Das jedenfalls ist derzeit Gegenstand der Forschung.
Lesen Sie auch: Demenzstationen: Der Einfluss von Farben und Licht
Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen fällt es oft schwer stillzuhalten, oder sie verhalten sich unkooperativ. In der Hybridbildgebung kann mittels MRT die Bewegung des Kopfes gemessen werden. Diese Bewegungsinformation kann direkt in die Verarbeitung der PET-Daten eingebaut werden, was zu einer Verbesserung der Bildqualität führt. Auch die deutlich kürzere Aufnahmezeit - bei gleichzeitiger Erhaltung der diagnostischen Qualität - erweist sich dabei als sehr vorteilhaft.
Mit Hilfe simultan gewonnener MRT-Daten lässt sich die Rekonstruktion der PET-Daten grundsätzlich vereinfachen und verbessern. An Barthels Klinik läuft ein Projekt, bei dem zu diesem Zweck Künstliche Intelligenz eingesetzt wird. Mitunter sind für eine PET-Diagnose Informationen darüber nötig, wie ein appliziertes Pharmakon im Hirn des Patienten anflutet.
Die bei Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen häufig auftretenden Atrophien wirken sich aufgrund des Partialvolumeneffekts auch negativ auf die Qualität der PET-Daten aus. In der parallelen Bildgebung ist es möglich, das Ausmaß dieses Effekts exakt für jedes Hirnareal zu bestimmen, und dann entsprechend die PET-Daten zu korrigieren, was zu einer Verbesserung der Diagnose führt.
Schließlich ist es mit Hilfe bestimmter funktioneller MRT-Sequenzen möglich, den Blutfluss ohne Kontrastmittel zu messen. Möglich macht dies die Technik der arteriellen Spinmarkierung (Arterial Spin Labelling, ASL)
Bluttests als vielversprechende Ergänzung
Verschiedene Forschungsteams haben Bluttests entwickelt, mit denen Alzheimer zuverlässig erkannt werden kann. Die beiden Bluttests „Precivity AD-Bloodtest“ sowie "Elecsy pTau181-Test" haben eine EU-Zulassung und werden nun für den Einsatz in der Praxis vorbereitet. Der größte Vorteil von Alzheimer-Bluttests ist ihre einfache und kostengünstige Durchführung.
Je nach Bluttest können nun unterschiedliche Nachweise im Blut erfolgen:
- Precivity AD-Bloodtest: Dieser Test misst das Verhältnis zweier unterschiedlicher Beta-Amyloid-Peptide namens Beta-Amyloid-40 und Beta-Amyloid-42 im Blut. Das Peptid Beta-Amyloid-42 kommt häufiger in den Plaques und Zusammenlagerungen vor, wodurch sich das lösliche Verhältnis der beiden Peptide bei Menschen mit Alzheimer-Demenz verändert. Dieser Test richtet sich laut Hersteller an Menschen über 55 Jahren mit Anzeichen für eine leichte kognitive Einschränkung.
- Elecsys pTau181-Test: Dieser Test misst ein chemisch verändertes Tau-Protein, das sogenannte pTau181. Es gilt als Indikator für die Alzheimer-Erkrankung. Mit Hilfe des Tests kann laut Hersteller früh und einfach der Grund für die kognitiven Defizite bestimmt werden. Erhärtet sich der Verdacht durch den Test, werden weitergehende Untersuchungen durch Spezialist*innen durchgeführt. Fällt der Test negativ aus, muss nach anderen Ursachen als Alzheimer für die kognitive Einbuße gesucht werden. Der Test könnte in der Zukunft flächendeckend zum Einsatz kommen.
- Immuno-Infrarot-Sensor: Dieser Test misst mit Hilfe des Immuno-Infrarot-Sensor die für Alzheimer charakteristische Fehlfaltung des Peptids Beta-Amyloid, die der Bildung von Plaques vorausgeht und bereits vor dem Auftreten von Symptomen messbar ist.
Bluttests zur Alzheimer-Diagnostik werden ergänzend zu etablierten Verfahren wie der Liquoruntersuchung oder bildgebenden Verfahren eingesetzt. Sie dürfen jedoch nur von ausgewiesenen Expertinnen und Experten der Biomarker-Diagnostik durchgeführt werden. Aktuell gibt es in Deutschland keinen allgemein verfügbaren Bluttest zur Alzheimer-Diagnose. Die hier beschriebenen Verfahren befinden sich noch in der Forschung oder werden nur in spezialisierten Zentren eingesetzt. Es befinden sich auch Bluttests in der Entwicklung, die den Erkrankungsbeginn bei symptomfreien Menschen mit Alzheimer über mehr als zehn Jahre vorhersagen können. Bluttests, vor allem mit prognostischer Qualität, können eine wichtige Rolle bei der Erforschung neuer Wirkstoffe in klinischen Studien spielen. Zum einen könnten so leichter Probandinnen und Probanden im symptomfreien Stadium gefunden werden.
Herausforderungen und ethische Aspekte
Trotz der vielversprechenden Fortschritte in der Alzheimer-Diagnostik gibt es noch Herausforderungen und ethische Aspekte zu berücksichtigen. Ein wichtiger Aspekt ist die Frage, wie mit dem Wissen um eine frühe Alzheimer-Diagnose umgegangen werden soll, insbesondere wenn es noch keine wirksamen Therapien gibt. Noch sei es ethisch aber problematisch, auf MCI zu testen, wenn es für diese keine Behandlungsmöglichkeiten gibt.