Neue Analysemethoden bei der Huntington-Krankheit eingesetzt

Die genetische Erkrankung Huntington befällt nicht nur die Nervenzellen im Gehirn, sondern hat laut Forschung auch weitreichende Auswirkungen auf mikroskopisch kleine Blutgefäße.

Diese Veränderungen des Gefäßsystems konnten auch in den präsymptomatischen Stadien der Krankheit beobachtet werden. Dies verdeutlicht das Potenzial dieser Forschung für die Vorhersage der Gehirngesundheit und die Bewertung der positiven Auswirkungen von Lebensstiländerungen oder Behandlungen.

Die Huntington-Krankheit ist eine genetische Erbkrankheit, die zu Demenz führt. Dabei kommt es zu einem fortschreitenden Rückgang der Beweglichkeit, des Gedächtnisses und der kognitiven Fähigkeiten der betroffenen Person. Derzeit gibt es keine Heilung.

In ihrer Studie, veröffentlicht in Gehirnkommunikationuntersuchte ein Forscherteam Veränderungen in der Koordination zwischen neuronaler Aktivität und der Sauerstoffversorgung des Gehirns bei der Huntington-Krankheit.

Gefäße und Gehirn arbeiten zusammen, um sicherzustellen, dass das Gehirn ausreichend Energie erhält. Tatsächlich benötigt das Gehirn bis zu 20 % der gesamten Körperenergie, obwohl es nur etwa 2 % des Körpergewichts ausmacht.

Die „neurovaskuläre Einheit“ besteht aus Gefäßen, die über Gehirnzellen, sogenannte Astrozyten, mit Neuronen verbunden sind und dafür sorgen, dass diese Zusammenarbeit erfolgreich verläuft.

Um die Funktion dieser neurovaskulären Einheiten zu beurteilen, kombinierten die Forscher nicht-invasive Messtechniken und neuartige Analysemethoden, die von Lancasters Gruppe für nichtlineare und biomedizinische Physik entwickelt wurden.

An den Köpfen der Studienteilnehmer wurden Sonden angebracht, die Infrarotlicht aussendeten. Das Infrarotlicht drang gefahrlos in den Schädel ein und ermöglichte es den Forschern, den Sauerstoffgehalt des Blutes im Gehirn zu messen.

Außerdem wurden Elektroden auf den Köpfen der Teilnehmer platziert, die die elektrische Aktivität von Neuronen messen können. Anschließend untersuchten die Forscher mithilfe mathematischer Techniken die vielen Rhythmen, die mit der Funktion des Gehirns und des Herz-Kreislauf-Systems zusammenhängen. Zu diesen Rhythmen gehörten die Herz- und Atemfrequenz, die mit dem Transport von Nährstoffen und Sauerstoff in Zusammenhang stehen, sowie langsamere Rhythmen, die mit der lokalen Kontrolle des Blutflusses verbunden sind. Die Gehirnaktivität manifestiert sich in schnelleren Rhythmen.

Die effiziente Funktion des Gehirns hängt davon ab, wie gut all diese Rhythmen koordiniert sind. Um die Effizienz der neurovaskulären Einheit zu beurteilen, wurden sowohl die Stärke als auch die Koordination dieser Rhythmen durch Berechnung ihrer „Leistung“ und „Phasenkohärenz“ bewertet.

Professorin Aneta Stefanovska von der Lancaster University sagte: „Wir hoffen, dass die beschriebene Methode dazu verwendet werden kann, den Krankheitsverlauf zu überwachen und die Wirkung potenzieller Behandlungen oder Lebensstiländerungen bei der Huntington-Krankheit und anderen neurodegenerativen Erkrankungen zu bewerten. Wir hoffen auch, dass unsere Studie neue Behandlungen der Huntington-Krankheit anregen wird, die auf das Gefäßsystem und den Gehirnstoffwechsel abzielen.“

Zum Forschungsteam gehören neben Stefanovska Juliane Bjerkan, Gemma Lancaster und Peter McClintock von der Lancaster University, Jan Kobal, Sanja Šešok und Bernard Meglič vom Universitätsklinikum Ljubljana, Karol Budohoski vom Cambridge University Hospitals NHS Trust und Peter Kirkpatrick von der Cambridge University.