Die Ergebnisse einer Studie von Forschern der Shanghai Jiaotong Universität zeigen, dass Ameisensäure ein sensitiver Urin-Biomarker ist, der Alzheimer im Frühstadium erkennen kann. Diese Erkenntnisse könnten den Weg für ein kostengünstiges und unkompliziertes Massenscreening ebnen. Dr. Yifan Wang, Dr. Qihao Guo und ihre Kollegen veröffentlichten einen Artikel mit dem Titel „Systematische Evaluierung von Ameisensäure im Urin als potenzieller neuer Alzheimer-Biomarker“ in der Fachzeitschrift „Frontiers in Aging Neuroscience“. In ihrer Stellungnahme schlussfolgerten die Autoren: „Ameisensäure im Urin weist eine ausgezeichnete Sensitivität für das Frühscreening von Alzheimer auf… Der Nachweis von Alzheimer-Biomarkern im Urin ist bequem und kostengünstig. Er sollte in die routinemäßige medizinische Untersuchung älterer Menschen aufgenommen werden.“
Die Autoren erklären, dass die Alzheimer-Krankheit (AD), die häufigste Form der Demenz, durch fortschreitende kognitive und Verhaltensbeeinträchtigungen gekennzeichnet ist. Zu den wichtigsten pathologischen Merkmalen der AD gehören die abnorme Ansammlung von extrazellulärem Amyloid-β (Aβ), die abnorme Ansammlung von neurofibrillären Tau-Ablagerungen und Synapsenschäden. Das Forschungsteam führt jedoch weiter aus: „Die Pathogenese der AD ist noch nicht vollständig verstanden.“
Die Alzheimer-Krankheit kann unbemerkt bleiben, bis es für eine Behandlung zu spät ist. „Es handelt sich um eine hartnäckige und schleichende chronische Erkrankung, die sich über viele Jahre entwickeln und fortbestehen kann, bevor offensichtliche kognitive Beeinträchtigungen auftreten“, so die Autoren. „Die frühen Stadien der Krankheit treten vor dem Stadium der irreversiblen Demenz auf, was ein entscheidendes Zeitfenster für Intervention und Behandlung darstellt. Daher ist ein großflächiges Screening auf Alzheimer im Frühstadium bei älteren Menschen dringend geboten.“
Massenscreening-Programme tragen zwar zur Früherkennung der Krankheit bei, doch die derzeitigen Diagnosemethoden sind für routinemäßige Untersuchungen zu aufwendig und teuer. Die Positronen-Emissions-Tomographie/Computertomographie (PET-CET) kann frühe Aβ-Ablagerungen nachweisen, ist aber kostspielig und setzt die Patienten Strahlung aus. Biomarker-Tests zur Diagnose von Alzheimer erfordern invasive Blutentnahmen oder Lumbalpunktionen zur Gewinnung von Liquor, was für Patienten unangenehm sein kann.
Die Forscher weisen darauf hin, dass mehrere Studien gezeigt haben, dass es möglich ist, Patienten auf Harnbiomarker für Alzheimer zu untersuchen. Die Urinanalyse ist nicht-invasiv und unkompliziert und eignet sich daher ideal für Massenuntersuchungen. Obwohl Wissenschaftler bereits Harnbiomarker für Alzheimer identifiziert haben, ist keiner von ihnen geeignet, frühe Stadien der Erkrankung zu erkennen. Das bedeutet, dass das optimale Zeitfenster für eine frühzeitige Behandlung weiterhin unerreichbar bleibt.
Wang und Kollegen haben Formaldehyd bereits als Harnbiomarker für die Alzheimer-Krankheit untersucht. „In den letzten Jahren wurde ein gestörter Formaldehydstoffwechsel als eines der Hauptmerkmale altersbedingter kognitiver Beeinträchtigungen erkannt“, so die Forscher. „Unsere vorherige Studie zeigte eine Korrelation zwischen der Formaldehydkonzentration im Urin und der kognitiven Funktion, was darauf hindeutet, dass Formaldehyd im Urin ein potenzieller Biomarker für die Früherkennung von Alzheimer ist.“
Die Verwendung von Formaldehyd als Biomarker zur Früherkennung von Krankheiten bietet jedoch noch Verbesserungspotenzial. In ihrer kürzlich veröffentlichten Studie konzentrierte sich das Team auf Formiat, ein Formaldehyd-Metabolit, um dessen Eignung als Biomarker zu untersuchen.
Die Studiengruppe umfasste 574 Personen, darunter Patienten mit Alzheimer unterschiedlicher Schweregrade sowie kognitiv gesunde Kontrollpersonen. Die Forscher analysierten Urin- und Blutproben der Teilnehmer, um Unterschiede in den Urin-Biomarkern zu untersuchen, und führten eine psychologische Untersuchung durch. Die Teilnehmer wurden anhand ihrer Diagnosen in fünf Gruppen eingeteilt: kognitiv unauffällig (NC) 71 Personen, subjektive kognitive Beeinträchtigung (SCD) 101 Personen, keine leichte kognitive Beeinträchtigung (CINM), kognitive Beeinträchtigung 131 Personen, leichte kognitive Beeinträchtigung (MCI) 158 Personen und 113 Personen mit Alzheimer-Krankheit.
Die Studie ergab, dass die Ameisensäurekonzentration im Urin in allen Alzheimer-Gruppen signifikant erhöht war und mit dem kognitiven Abbau im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen korrelierte, einschließlich der Gruppe mit beginnendem subjektivem kognitivem Abbau. Dies deutet darauf hin, dass Ameisensäure als sensitiver Biomarker für das Frühstadium der Alzheimer-Krankheit dienen könnte. „In dieser Studie berichten wir erstmals, dass sich die Ameisensäurekonzentration im Urin mit dem kognitiven Abbau verändert“, so die Forscher. „Ameisensäure im Urin hat sich als besonders wirksam bei der Diagnose von Alzheimer erwiesen. Darüber hinaus war die Ameisensäurekonzentration im Urin in der Gruppe mit subjektivem kognitivem Abbau signifikant erhöht, was bedeutet, dass Ameisensäure im Urin für die Früherkennung von Alzheimer eingesetzt werden kann.“
Interessanterweise stellten die Forscher fest, dass sie durch die Kombination von Urinformiatwerten mit Alzheimer-Biomarkern im Blut das Krankheitsstadium bei Patienten genauer vorhersagen konnten. Allerdings sind weitere Untersuchungen nötig, um den Zusammenhang zwischen Alzheimer und Ameisensäure vollständig zu verstehen.
Die Autoren kamen jedoch zu dem Schluss: „Die Formiat- und Formaldehydwerte im Urin können nicht nur zur Unterscheidung von AD und NC herangezogen werden, sondern verbessern auch die Vorhersagegenauigkeit von Plasma-Biomarkern für das AD-Krankheitsstadium. Sie stellen potenzielle Biomarker für die Diagnose dar.“