Fraunhofer ITEM forscht zur Frühdiagnose von Alzheimer

Mit Biomarkern und Algorithmen zur minimalinvasiven und kostengünstigen Frühdiagnose von Alzheimer

Biomarker zur Früherkennung von Alzheimer
© Fraunhofer ITEM, Patrick Reinig
Zur Früherkennung von Alzheimer suchen Fraunhofer-Forschende mithilfe von Hochdurchsatz-Analysen und mit bioinformatischen Methoden nach Biomarkern.

Alzheimer und verwandte Demenzerkrankungen sind heterogene, multifaktorielle Krankheiten, die letztlich zum Absterben neuronaler Zellen und zum Verlust kognitiver Funktionen führen. Es wird angenommen, dass die Krankheit bereits Jahrzehnte vor der Diagnose beginnt, was eine große Herausforderung für die Behandlung darstellt. Daher ist die Identifizierung von prognostischen Biomarkern für Alzheimer von großer Bedeutung. Dieser Herausforderung stellt sich das Projekt ADIS – »Early Diagnosis of Alzheimer's Disease by Immune Profiling of Cytotoxic Lymphocytes and Recording of Sleep Disturbances« –, an dem das Fraunhofer ITEM mit sechs weiteren Partnern beteiligt ist. ADIS wird durch die globale Forschungsinitiative der EU zur Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen (JPND) für drei Jahre mit 1,3 Millionen Euro finanziert.

Beteiligung des systemischen Immunsystems

Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass das systemische Immunsystem an der Pathophysiologie von Alzheimer beteiligt ist. Das Verständnis der Mechanismen, die kognitive Beeinträchtigungen, Schlafstörungen und Entzündungen miteinander verbinden, könnte eine frühere Diagnose der Krankheit erleichtern. Mithilfe eines multidisziplinären Ansatzes für die Erstellung von Multi-Omics-Profilen des Immunsystems in Verbindung mit KI und dem sogenannten Agent-Based Modeling sollen im Projekt neuartige Signaturen des Immunsystems und der digital erfassten Physiologie für eine frühzeitige Vorhersage der Krankheit ermittelt werden, die schon früh im Krankheitsverlauf auftreten können und mit einem raschen klinischen Rückgang einhergehen.

Forschende des Fraunhofer ITEM in Regensburg werden periphere mononukleäre Blutzellen (PBMCs) aus Proben von Alzheimer-Patienten, gesunden Probanden und Patienten mit leichter kognitiver Störung gründlich charakterisieren und deren funktionellen Zustand analysieren. Dafür nutzen sie die vergleichende Immunrepertoire- und Transkriptomsequenzierung der Einzelzellen. Dies erfolgt in zwei Hauptanalysen: 1. die standardisierte kombinierte Erstellung und Qualitätskontrolle von Einzelzell-Sequenzierbibliotheken zur Gesamttranskriptomanalyse und zur T-Zell-Rezeptor-Analyse und 2. die Einzelzell-RNA-Sequenzierung von PBMCs zur Identifizierung einzigartiger Alzheimer-assoziierter Immun-Subpopulationen mit Schwerpunkt auf natürlichen Killerzellen und Effektor-Gedächtniszellen.

Die Forschenden am Fraunhofer ITEM in Regensburg sind Experten, wenn es darum geht, Zielzellen anhand von geringen Mengen qualitativ hochwertig und auf Ebene der einzelnen Zelle eingehend zu charakterisieren und daraus Informationen, beispielsweise zur Identifizierung von Biomarkern, abzuleiten. Eingehende Erfahrungen haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit der miniaturisierten und automatisierten Analytik von RNA und DNA aus Einzelzellen aus klinischen Proben.

Ihre Ansprechpartner am Fraunhofer ITEM

Stefan Kirsch

Contact Press / Media

Dr. Stefan Kirsch

Arbeitsgruppenleiter Innovative molekulare Technologie und Biomarkeridentifizierung

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