Eine neue Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift eBioMedicine, deutet darauf hin, dass Haarsträhnen verborgene Hinweise auf Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) enthalten könnten. Forscher der Icahn School of Medicine am Mount Sinai und weiterer Institutionen fanden heraus, dass die Analyse von Metallen wie Kupfer und Zink in Haaren Unterschiede zwischen ALS-Patienten und gesunden Personen aufzeigt. Diese Entdeckung könnte zukünftig helfen, die Diagnose dieser verheerenden neurologischen Erkrankung, die etwa 30.000 Menschen in den USA betrifft, zu beschleunigen.
Haar als biologische Zeitleiste
Die Studie nutzte Haarproben als eine Art biologisches Archiv, das die Verarbeitung von Metallen im Körper über die Zeit dokumentiert. Mithilfe hochpräziser Lasertechnologie untersuchten die Forscher 17 verschiedene Elemente in den Haaren von 391 Personen, davon 295 mit ALS und 96 ohne die Erkrankung. Jede Haarprobe lieferte Hunderte von Messpunkten, die Veränderungen in der Metallverarbeitung in Intervallen von zwei bis vier Stunden abbildeten. So entstand ein detailliertes chemisches Profil der jüngsten Krankheitsgeschichte der Teilnehmer.
Die Ergebnisse zeigen, dass Menschen mit ALS gestörte Muster in der Verarbeitung essentieller Metalle, insbesondere Kupfer, aufweisen. Anstatt einzelne Metalle isoliert zu betrachten, analysierten die Forscher die zeitliche Koordination zwischen verschiedenen Metallen. Diese Synchronität war bei ALS-Patienten deutlich beeinträchtigt, insbesondere im Zusammenspiel von Kupfer und Zink bei Männern sowie von Chrom und Nickel bei Frauen in vorläufigen Analysen.
Die Rolle von Kupfer bei ALS
Kupfer spielt eine zentrale Rolle in der Gesundheit des Gehirns, da es ein Enzym namens SOD1 unterstützt, das Nervenzellen vor Schäden schützt. Bei ALS-Patienten ist dieser Schutzmechanismus gestört, was zum Absterben von Motoneuronen und damit zu Muskelschwäche und Lähmungen führt. Frühere Studien hatten bereits ungewöhnliche Kupferwerte im Rückenmark von ALS-Patienten gezeigt. Die aktuelle Untersuchung geht jedoch weiter und zeigt, dass nicht nur die Kupfermenge, sondern auch die Art und Weise, wie Kupfer mit anderen Metallen interagiert, bei ALS-Patienten gestört ist. Besonders bei Männern war die Synchronisation im Kupfer-Zink-Netzwerk signifikant reduziert, während bei Frauen ähnliche Muster für Chrom-Nickel in weniger strengen Tests auftraten.
Potenzial und Grenzen der Haaranalyse
Die Haaranalyse bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Diagnosemethoden. Die Entnahme ist schmerzfrei, erfordert keine spezielle Ausrüstung und die Proben sind leicht zu lagern oder zu transportieren. Dies könnte die Diagnostik auch in Regionen ohne spezialisierte neurologische Zentren erleichtern. Derzeit dauert die ALS-Diagnose oft 10 bis 16 Monate, da sie auf einer Kombination aus neurologischen Untersuchungen, Bildgebung und dem Ausschluss anderer Erkrankungen basiert. Ein zuverlässiger Biomarker in Haaren könnte diesen Prozess erheblich verkürzen.
Die Forscher betonen jedoch, dass es sich um eine frühe Forschungsarbeit handelt. Die Ergebnisse zeigen zwar starke Zusammenhänge zwischen gestörter Metallverarbeitung und ALS, bieten aber noch keinen einsatzbereiten diagnostischen Test. Weitere Studien mit größeren und vielfältigeren Teilnehmergruppen sind notwendig, bevor Haaranalysen klinisch genutzt werden können. Zudem war die Stichprobe der Studie überwiegend weiß und älter, was die Verallgemeinerbarkeit der Ergebnisse einschränkt. Trotz sorgfältiger Maßnahmen zur Vermeidung von Kontaminationen durch Haarprodukte bleibt ein gewisses Restrisiko bestehen.
Ausblick: Mehr als nur ALS
Die Studie legt nahe, dass ALS nicht nur eine Erkrankung der Motoneuronen ist, sondern auch eine Störung der zeitlichen Koordination in der Metallverarbeitung des Körpers umfasst. Diese Erkenntnisse könnten nicht nur für ALS, sondern auch für andere neurologische Erkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer relevant sein, bei denen ebenfalls Metallstoffwechselstörungen beobachtet wurden. Langfristig könnte die Haaranalyse neue Wege für die Erforschung und Diagnose solcher Krankheiten eröffnen.
Für Betroffene und ihre Familien bieten die Ergebnisse Hoffnung auf Fortschritte in einer Zeit, in der Behandlungsmöglichkeiten begrenzt sind. Auch wenn die klinische Anwendung noch Jahre entfernt ist, könnte die Haaranalyse ein wichtiger Schritt hin zu einer schnelleren und zugänglicheren Diagnostik sein, die letztlich Leben verlängern könnte.
Die Studie wurde von Teams der Icahn School of Medicine, Linus Biotechnology Inc., Dartmouth Health und der Columbia University durchgeführt und durch mehrere US-amerikanische Forschungsförderungen unterstützt. Sie ist als Open-Access-Artikel in eBioMedicine verfügbar.
