Alzheimer

BACE1 und Neurogranin

Neurogranin (Ng) ist ein postsynaptisches Protein, das hauptsächlich in Cortex und Hippocampus exprimiert wird und in den dendritischen Dornen lokalisiert ist. Es ist ein möglicher Biomarker für den Verlust der synaptischen Integrität im Verlauf der Alzheimer-Erkrankung. Neurogranin spielt bei der neuronalen Langzeit-Potenzierung eine zentrale Rolle und ist damit eine wichtige Komponente für Lernprozesse. Im Liquor finden sich hauptsächlich C-terminale Fragmente von Neurogranin, die überwiegend um drei Aminosäuren verkürzt sind (Trunc P75). Studien ergaben, dass die Neurogranin-Konzentration im Gehirn von Alzheimer-Patienten im Vergleich zu Gesunden niedriger ist, während sie im Liquor signifikant erhöht ist (De Vos et al., 2015; Kester et al., 2015). Zudem erwiesen sich erhöhte Neurogranin-Konzentrationen im Liquor als prädiktiv für das Fortschreiten der Alzheimer-Erkrankung vom Stadium der leichten kognitiven Beeinträchtigung  (MCI) zur Demenz (Kester et al., 2015). Damit ist Neurogranin ein vielversprechender präsymptomatischer Marker für eine synaptische Schädigung.

BACE1 (beta-site APP cleaving enzyme 1, auch β-Sekretase 1) ist ein präsynaptisches Protein und ein möglicher Biomarker für neurodegenerative Prozesse im Verlauf der Alzheimer-Erkrankung. BACE1 ist eine transmembrane Aspartylprotease, die unter anderem im Gehirn exprimiert wird. Ihre Aktivität bestimmt die Geschwindigkeit der sequenziellen Proteolyse des transmembranen Amyloid-Precursor-Proteins (APP) zu Beta-Amyloid (1-42) (Aβ1-42) bzw. Beta-Amyloid (1-40) (Aβ1-40) (Hampel et al., 2020).

De Vos und Kollegen wiesen nach, dass das Verhältnis der Konzentrationen von Neurogranin und BACE1 einen noch besseren prognostischen Wert besitzt. Ein erhöhter Wert des Quotienten ging in ihrer Studie mit einem schnelleren Voranschreiten der kognitiven Beeinträchtigung einher – eine Korrelation, die mit den klassischen Alzheimer-Markern Tau und Aβ nicht zu beobachten war (De Vos et al., 2016). Auch bei Patienten mit subjektiver kognitiver Beeinträchtigung (SCD) bzw. MCI und jeweils nachgewiesener Amyloid-Pathologie war in Studien ein signifikant erhöhter Ng/BACE1- Quotient verglichen mit Gesunden nachweisbar (Kirsebom et al., 2018). Zudem konnten anhand des Quotienten Alzheimer-Patienten von Patienten mit depressiver Störung (major depressive disorder, MDD) trotz ähnlicher kognitiver Defizite unterschieden werden (Schipke et al., 2018).

Alpha-Synuclein

Alpha-Synuclein ist ein cytoplasmatisches Protein, das in den präsynaptischen Endigungen angereichert ist. Seine physiologische Funktion ist nicht hinreichend geklärt, mehrere Studien lassen jedoch auf eine Rolle beim vesikulären Transport und bei der Freisetzung von Neurotransmittern schließen. Alpha-Synuclein steht in Zusammenhang mit der Entstehung von Synucleinopathien – neurodegenerativen Erkrankungen, zu denen die Parkinson-Krankheit (PD), die Lewy-Körperchen-Demenz (DLB) und die Multisystematrophie (MSA) zählen (Goedert et al., 2017).

Klinische Studien zeigen mehrheitlich reduzierte Liquor-Konzentrationen bei Patienten mit Synucleinopathien im Vergleich zu Gesunden und Patienten mit anderen neurodegenerativen Erkrankungen. Dagegen ist die Alpha-Synuclein-Konzentration im Liquor von Alzheimer-Patienten gegenüber Patienten mit Synucleinopathien sowie Gesunden signifikant erhöht – dies wurde in mehreren groß angelegten Studien gezeigt und könnte spezifisch für die Alzheimer-Erkrankung sein. Bei der Messung von Alpha-Synuclein im Liquor ist zu beachten, dass das Protein auch im peripheren Blut vorkommt und bis zu 20 % aller Lumbalpunktionen mit Blut kontaminiert sind (Mollenhauer et al., 2017; Vanderstichele et al., 2017).

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