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Bessere Einblicke in die Krankheit Multiple Sklerose

23.09.2011
Kooperationsprojekt von PTB und Charité hilft, den Verlauf der Krankheit besser zu überwachen und die Wirkung von Medikamenten einzuschätzen

Wer Multiple Sklerose hat, muss mit ständiger Ungewissheit leben: Wann wird wohl der nächste Krankheitsschub auftreten, zu welchen Störungen wird er führen, wie ausgeprägt werden die Schäden sein, werden sie bleiben oder wieder vergehen?


Ein Blick ins Gehirn zeigt die Regionen, in denen NAA bestimmt wurde: weiße Gehirnsubstanz (links) und visueller Cortex (rechts). Abb.: PTB

Auch für Ärzte ist es schwierig, die oft diffus wirkenden Schädigungen im Gehirn genauer einzuschätzen oder genau nachzuvollziehen, ob bestimmte Medikamente wirken. Ärzte der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben jetzt zusammen mit Messtechnik-Experten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ein bisschen Licht ins Dunkel gebracht.

Sie maßen gezielt die Schichtdicke bestimmter Netzhautbestandteile und die Konzentration eines bestimmten Neuronenmarkers in der Sehrinde des Gehirns. Im Vergleich mit Messungen der allgemeinen Gehirnveränderungen zeigt sich: Beide, sowohl die Veränderungen in der Netzhaut als auch der Neuronenmarker NAA, sind recht gute Indikatoren für das allgemeine Fortschreiten der Krankheit. Die Ergebnisse könnten dabei helfen, die Krankheit insgesamt besser zu verstehen und die Wirkung von Medikamenten effizienter zu überwachen.

Die Multiple Sklerose (MS) ist recht weit verbreitet – in Europa ist sie die häufigste chronisch-entzündliche Erkrankung des Zentralnervensystems. Bei ihr werden – wahrscheinlich durch die Abwehrzellen des eigenen Körpers – die schützenden Myelinscheiden der Nervenfasern angegriffen. Als Folge finden sich überall in der weißen Substanz von Gehirn und Rückenmark verstreute Entzündungsherde, die fast jedes neurologische Symptom verursachen können. Entsprechend können MS-Kranke die unterschiedlichsten Ausfallerscheinungen bekommen. Recht typisch (wenn auch nicht spezifisch nur für diese Krankheit) sind Sehstörungen mit Minderung der Sehschärfe und Störungen der Augenbewegung.

Die Kooperationspartner in diesem Forschungsprojekt haben sich gezielt jene Teile des Gehirns angeschaut, die fürs Sehen verantwortlich sind. Man wusste schon länger, dass die charakteristischen Nervenschäden schon gleich zu Beginn der Krankheit auftreten – aber sie waren vorher nicht konkret und quantifizierbar gemessen worden. In dem Kooperationsprojekt untersuchten die Ärzte der Charité und die Medizinphysiker der PTB insgesamt 86 Patienten mit der häufigsten Form der Multiplen Sklerose, der schubförmig-remittierenden MS. Mithilfe von optischer Kohärenztomografie bestimmten sie die Schichtdicke der retinalen Nervenfasern als Maß für die Schädigung des vordersten Teils der Sehbahn. Die Ergebnisse verglichen sie mit Magnetresonanztomografie-Aufnahmen, die den Anteil des Hirngewebes am Hirngesamtvolumen („brain parenchymal fraction“, BPF) zeigten und so Auskunft über den allgemeinen Verlust von Gehirnsubstanz gaben. Zusätzlich bestimmten sie in der PTB per Hochfeld-Magnetresonanzspektroskopie die Konzentration des Neuronenmarkers N-Acetylaspartat (NAA) in weißer Gehirnsubstanz und dem visuellen Cortex und quantifizierten sie mit einem in der PTB entwickelten Auswerteverfahren.

Es zeigte sich, dass alle drei Parameter miteinander korrelieren. Erstaunlicherweise galt das für den Neuronenmarker NAA nicht für den Bereich der weißen Gehirnsubstanz, wo ja die meisten MS-Entzündungsherde zu finden sind, sondern nur für den visuellen Cortex, also jenen Teil des Gehirns innerhalb der grauen Gehirnsubstanz, der fürs Sehen zuständig ist. In einem kombinierten statistischen Auswertemodell ermöglichen Messungen des Anteils des Hirngewebes am Hirngesamtvolumen (BPF) und des Markers NAA im visuellen Cortex unabhängig voneinander Aussagen über die retinale Nervenfaserschichtdicke – oder umgekehrt. So lassen die Ergebnisse vermuten, dass es einen Zusammenhang zwischen Schädigungen in verschiedenen Bereichen der Sehbahn im Gehirn (nämlich dem sogenannten anterioren und dem posterioren Anteil) gibt.

Die mit diesem neuen multimodalen Ansatz ermittelten Ergebnisse könnten die Verlaufskontrolle der Krankheit verbessern. So lässt sich aus der Messung eines Parameters – etwa der Schichtdicke der retinalen Nervenfasern – auf den Zustand der gesamten Hirnsubstanz schließen. Auf ähnliche Weise lässt sich ermitteln, wie groß der Verlust von Hirnsubstanz in bestimmten Hirnarealen mit gemeinsamer Funktion ist. Auch die Bewertung des therapeutischen Effekts neuroprotektiver Substanzen könnte verbessert werden – also die Frage, ob ein Medikament wirkt oder nicht. Schließlich könnten die Forscher allgemein etwas über überregionale Schadensprozesse in miteinander verschalteten Hirnbereichen lernen.

es/ptb

Ansprechpartner
Dr. Florian Schubert, PTB-Arbeitsgruppe 8.13 In-vivo-MRT, Tel. (030) 3481-7477,
E-Mail: florian.schubert@ptb.de
Wissenschaftliche Veröffentlichung
Pfueller, C. F.; Brandt, A. U.; Schubert, F.; Bock, M.; Walaszek, B. et al. (2011): Metabolic Changes in the Visual Cortex Are Linked to Retinal Nerve Fiber Layer Thinning in Multiple Sclerosis. PLoS ONE 6(4): e18019. doi:10.1371/journal.pone.0018019

Erika Schow | PTB
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/

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