SIEMENS

Wie heißen Sie?” - „Auguste” - „Familienname?” - „Auguste” - „Wie heißt Ihr Mann?” - „Ich glaube Auguste.” Das Gespräch zwischen dem Psychiater Alois Alzheimer und seiner damals 51-jährigen Patientin Auguste Deter schrieb Medizingeschichte. Deter war die erste bekannte Alzheimer-Patientin. Als sie starb, sezierte Alzheimer ihr Gehirn. Er erkannte, dass Teile der Hirnrinde, die für das Gedächtnis, die Orientierung und die Gefühle zuständig sind, stark verändert waren. Er fand Eiweißablagerungen, „verfilzte Faserbündel und tote Nervenzellen”. Nur wenige Nervenzellen blieben vom Verfall verschont. In seiner 1906 veröffentlichten Studie beschrieb Alzheimer als erster diese „eigenartige Erkrankung der Hirnrinde” und begründete damit die Erforschung von Alzheimer.

Bei dieser Erkrankung sterben Gehirnzellen nach und nach ab – die genaue Ursache dafür ist bisher nicht völlig bekannt. Mediziner sind sich aber einig, dass Alzheimer eher aus einer Vielzahl von Ursachen resultiert. Unter den Veränderungen im Gehirn zählt die Ansammlung des Proteins Beta-Amyloid außerhalb der Nervenzellen im Gehirn, der Neuronen, und die chemische Veränderung des Tau-Proteins innerhalb der Neuronen zu den wahrscheinlichsten Ursachen, die die Informationsübertragung über die Synapsen verlangsamen oder stören.

2009 schätzte „Alzheimer Disease International” (ADI), dass weltweit 35,6 Millionen Menschen mit Demenz leben – eine Zahl, die sich alle 20 Jahre verdoppeln und im Jahr 2050 115 Millionen erreichen könnte. Diese Zahl schließt alle Formen von Demenz mit ein, doch Schätzungen zufolge leiden über die Hälfte der Erkrankten an Alzheimer.

Alzheimer kann bislang nicht am lebenden Patienten diagnostiziert werden. Statistisch gesehen wird Alzheimer fälschlicherweise bei einem von fünf Patienten diagnostiziert, obwohl dieser unter einer anderen neurodegenerativen Erkrankung leidet. Erst bei einer Autopsie wird in diesen Fällen festgestellt, dass die Diagnose falsch war. Eine frühzeitige Diagnose wäre aber wichtig, damit sich Patienten und Angehörige auf die verändernde Lebenssituation einstellen und sich um Pflege und Betreuung kümmern können. Außerdem könnte durch eine verlässliche Methode festgestellt werden, bei welchen Patienten eine Alzheimer-Erkrankung unwahrscheinlich ist und bei welchen daher eine andere Krankheit vorliegt.

Biomarker im Gehirn. Um Alzheimer genauer beurteilen zu können als bisher, bietet Siemens jetzt eine Amyloid-Bildgebungslösung an. Das beginnt mit dem Fachwissen von Siemens PETNET Solutions zur Herstellung und Verteilung der PET-Biomarker. PETNET hat das größte Fertigungsnetzwerk für PET-Radiopharmaka in den USA. Darüber hinaus verfügt es über eigens dafür ausgebildete Mitarbeiter und die nötige Infrastruktur für die reibungslose Produktion des Amyloid-PET-Markers. So kann PETNET Solutions Bildgebungszentren und Krankenhäusern eine hohe Liefertreue bieten. Nachdem der Biomarker dem Patienten verabreicht wird, wird dieser mit einem Positronen-Emissions-Computertomographen (PET-CT), wie dem neuen Biograph mCT-Scanner von Siemens, untersucht.

Die radioaktive Substanz gelangt über das Blut zu dem zu untersuchenden Körperteil. Die Bildgebung mit PET-CT ermöglicht eine Früherkennung, weil sie die Stoffwechselaktivität misst oder Biomarker in einem für die Krankheit spezifischen Gewebe detektiert. Dabei gelten Marker-Signale von der weißen Gehirnsubstanz als normal, während Amyloid-Plaques in der grauen Gehirnsubstanz eine mögliche neurologische Degeneration anzeigen. Dank der hochpräzisen räumlichen Auflösung des Gewebes von bis zu 87 Kubikmillimetern und einem viermal stärkeren Kontrast als bisher hilft der Biograph mCT den Ärzten, gut zwischen der grauen und der weißen Substanz zu unterscheiden. Mit täglichen automatischen Kalibrierungen und einer hohen Genauigkeit bei der Ausrichtung von CT und PET unterstützt der Biograph mCT die Quantifizierung bei Demenz.

Zusätzlich vergleicht eine Quantifizierungs-Software für Amyloid-Bildgebung, die Siemens kürzlich auf den Markt brachte, automatisch das Amyloid-PET-Bild mit Amyloid-PET-Referenzbildern und identifiziert die relevanten Bereiche. Auch wenn die Quantifizierungs-Software die visuelle Begutachtung durch einen Arzt nicht ersetzt, so hilft sie den Ärzten bei der Interpretation der PET-Bilder. Der Algorithmus der neuen Software korreliert mit dem von Dr. Adam Fleisher und seinen Forscherkollegen vom Banner Alzheimer's Institut in Phoenix, Arizona, USA, entwickelten Referenzmodell – inzwischen als Fleisher-Methode bekannt. Fleisher identifizierte sechs relevante Regionen der Amyloid-Entstehung und definierte einen diagnostischen Schwellenwert zwischen einem gesunden Gehirn und einem von Alzheimer betroffenen Gehirn. In jahrelanger vergleichender Forschung sammelte er die Daten von gesunden und kranken Patienten.

Mithilfe dieser Forschungsergebnisse kann die Siemens-Software die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse erhöhen, verglichen mit einer rein visuellen Befundung. Das Besondere ist die ganzheitliche Lösung, die Siemens anbietet: von den Radiopharmaka über den PET-CT bis zur Quantifizierungs-Software. Das hilft, die Anreicherung von Beta-Amyloid im Gehirn darzustellen und den Arzt mit Zusatzinformationen bei der Beurteilung von Alzheimer und anderen Demenzformen zu unterstützen. Britta Fünfstück, CEO des Geschäftsgebiets für molekulare Bildgebung bei Siemens Healthcare, sieht in der umfassenden Amyloid-Bildgebungslösung große Vorteile: „Der Bildgebungs-Biomarker von PETNET Solutions, das Wissen um seine Herstellung und Verbreitung, der neue Siemens Biograph mCT und unsere neurologische Quantifizierungs-Software – all das zusammen wird Ärzten in den USA zusätzliche Hilfsmittel für die Erforschung von Alzheimer und anderen neurologischen Erkrankungen an die Hand geben.”

Der Blick in die Zukunft. Zudem geht Siemens bei der Alzheimer-Forschung noch einen Schritt weiter. Weil neben der Ansammlung von Amyloid auch die Veränderung des Tau-Proteins im Verdacht steht, Alzheimer auszulösen, entwickelt das Unternehmen gerade neue Biomarker für die bildgebende Darstellung dieser Nervenstränge – allen voran das Forscheam um Dr. Hartmuth Kolb, Leiter eines Biomarkerprojekts für molekulare Bildgebung in den USA. Bisher gibt es keine derartigen PET-Marker auf dem Markt. Kolb erklärt: „Ungefähr 30 Prozent der normalen älteren Menschen haben Amyloid-Ablagerungen im Gehirn, obwohl sie keine Demenz haben. Der Vorteil von Tau ist, dass dessen Menge und Ausbreitung im Gehirn mit großer Wahrscheinlichkeit enger mit den Symptomen von Demenz verknüpft sind als bei Amyloid.”

Mit seinen Kollegen hat er zwei verschiedene PET-Biomarker entwickelt, die sich an Tau-Stränge heften, so dass diese sichtbar gemacht werden können. Derzeit führt Siemens klinische Studien mit Radiopharmaka im Raum Los Angeles durch. Dort stellen Kolb und seine Kollegen die Biomarker her und können sie sofort für klinische Tests zur Verfügung stellen. In diesen wollen die Forscher herausfinden, ob der Tau-PET-Biomarker im Gehirn von Alzheimer-Patienten ein stärkeres PET-Signal auslöst als in Gehirnen von gesunden Versuchspersonen. Zudem will Kolb prüfen, ob die Ablagerung von Tau-Proteinen tatsächlich in den Gehirngegenden stattfindet, in denen sie die Forschung derzeit vermutet oder ob andere Hirnregionen ebenso betroffen sein können.