Neue Forschungsergebnisse von UCLA Health haben ergeben, dass ein einfacher Bluttest durch die Messung zellfreier DNA eine schnellere und genauere ALS-Diagnose ermöglichen könnte. Der nichtinvasive Test könnte es Neurologen nicht nur ermöglichen, andere neurologische Erkrankungen auszuschließen, sondern auch ALS früher zu erkennen, um eine bessere Behandlung zu ermöglichen und möglicherweise die Lebenserwartung zu erhöhen.
Die in der Fachzeitschrift Genome Medicine veröffentlichte Studie ist die erste, die zellfreie DNA – DNA-Fragmente, die von sterbenden Zellen ins Blut freigesetzt werden – als potenziellen ALS-Biomarker testet.
Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), allgemein als Lou-Gehrig-Syndrom bekannt, ist eine seltene und derzeit unheilbare neurodegenerative Erkrankung, die zum Verlust von Motoneuronen im Gehirn und Rückenmark führt.
ALS tritt typischerweise bei Patienten im Alter zwischen 50 und 70 Jahren auf, wobei die Lebenserwartung nach der Erstdiagnose laut den National Institutes of Health nur zwei bis fünf Jahre beträgt. Obwohl ALS bei Menschen unter 40 Jahren selten ist, kann eine frühere Diagnose die Lebenserwartung erhöhen. Dies veranlasst Neurologen dazu, nach einer Möglichkeit zu suchen, den Krankheitsbeginn und die Intensität besser vorherzusagen.
„Es besteht dringender Bedarf an einem Biomarker für ALS, um Patienten schneller zu diagnostizieren, klinische Studien zu unterstützen und den Krankheitsverlauf zu überwachen“, sagte die Hauptautorin der Studie, Dr. Christa Caggiano, Postdoktorandin in der neurologischen Abteilung von UCLA Health. „Unsere Studie präsentiert zellfreie DNA, kombiniert mit einem maschinellen Lernmodell, als vielversprechenden Kandidaten, um diese Lücke zu schließen.“
Caggiano und seine Kollegen von UCLA Health testeten gemeinsam mit ihren Kollegen an der University of Queensland zellfreie DNA als ALS-Biomarker, da diese aus absterbenden Zellen in verschiedenen von der Krankheit betroffenen Körpergeweben freigesetzt wird und unterschiedliche Signaturen aufweist. Diese Signaturen entstehen durch den natürlichen Prozess der DNA-Methylierung, bei dem sich ein Methylgruppenmolekül an die DNA bindet und die Genexpression reguliert. ALS führt zu Veränderungen sowohl der Menge der aus degenerierenden Zellen freigesetzten zellfreien DNA als auch der Methylierungsmuster.
In der Studie testete Caggiano diese Methode an zwei Gruppen von ALS-Patienten und gesunden Teilnehmern. Computermodelle prüften, ob diese DNA-Signale vorhersagen konnten, welche Patienten an ALS erkrankt und welche gesund waren. Der Test konnte signifikant zwischen ALS-Patienten und gesunden Teilnehmern unterscheiden und lieferte Erkenntnisse über den Schweregrad der Erkrankung.
„Unser Modelltest konnte nicht nur ALS-Patienten von gesunden Personen unterscheiden, sondern auch von Patienten mit anderen neurologischen Erkrankungen, was für die aktuellen ALS-Biomarker eine Herausforderung darstellt“, sagte Caggiano. „Wir hoffen, dass dies zu schnelleren Diagnosen und besseren Prognosen der Patientenergebnisse führen kann.“
Ein Vorteil dieses Tests sei, so Caggiano, dass er zellfreie DNA aus verschiedenen Gewebetypen und nicht nur aus Nervenzellen untersucht. Der Test konnte Signale von absterbendem Muskelgewebe und Entzündungen erfassen, was darauf hindeutet, dass ALS auch Muskelgewebe und Immunzellen beeinträchtigen könnte.
Obwohl der Biomarker-Test vielversprechend ist, seien größere Studien mit einer größeren Teilnehmerzahl und unterschiedlichen Testmethoden erforderlich, bevor er im klinischen Umfeld eingesetzt werden könne, sagte Caggiano. UCLA Health führt derzeit gemeinsam mit anderen Forschungseinrichtungen eine größere Studie durch, um den Biomarker-Test zu validieren.
Die Studie wurde gemeinsam von Dr. Noah Zaitlen von UCLA Health und Dr. Fleur Garton von der University of Queensland geleitet.
