Neurofilament: Der verräterische Baustein der Nervenzellen
Neurofilamente gehören zu den Baumaterialien, aus denen das sogenannte Zytoskelett besteht – quasi die Hülle, die den Nervenzellen Form und Stabilität verleiht. Die fadenförmigen Proteine werden freigesetzt, wenn die Nervenzellen umgebaut oder beschädigt werden, was bei neurodegenerativen Erkrankungen immer der Fall ist. Sie gelangen dann in Blut und Hirnwasser, wo ihre Konzentration darüber Ausschluss gibt, wie die Erkrankungen voranschreiten und ob eine gewählte Behandlung anschlägt.
Mit der Erkrankung selbst hat das Neurofilament wenig zu tun. Es dient lediglich als Biomarker – also als messbarer Indikator – für die Krankheitsprozesse, die im Gehirn ablaufen. Dafür ist es hervorragend geeignet, weil es mit überschaubarem technischem Aufwand in einer einfachen Blutprobe feststellbar ist. Schon heute wird bei Patientinnen und Patienten mit Alzheimer an Gedächtniskliniken üblicherweise der Neurofilament-Spiegel gemessen; auch bei anderen Erkrankungen wie Parkinson oder ALS wird dieser Biomarker verwendet.
Entscheidend ist die Dynamik des Pegels
Dass bei neurodegenerativen Erkrankungen viel Neurofilament im Blut messbar ist, war schon länger bekannt. Im Jahr 2019 ist es Forschenden vom DZNE gelungen, die Korrelation zum Krankheitsverlauf zu messen. Sie griffen dafür auf Bioproben von Probandinnen und Probanden zurück, die über Jahrzehnte hinweg gesammelt wurden. In ihnen ließ sich schon viele Jahre vor dem Ausbruch der Alzheimer-Erkrankung erkennen, wie der Neurofilament-Spiegel beständig angestiegen ist. Die Entwicklung der Neurofilament-Konzentration lässt also Rückschlüsse auf das Stadium der Erkrankung zu, selbst wenn sie noch ohne äußerliche Symptome verläuft.
Ausschlaggebend ist nicht die absolute Menge des Neurofilaments im Blut, denn ein gewisses Quantum davon findet sich auch bei gesunden, jungen Menschen; stattdessen achten die Forschenden auf die Veränderung des Spiegels. Die Geschwindigkeit seines Anstiegs erlaubt wichtige Rückschlüsse darauf, in welchem Stadium sich die Krankheit befindet, denn dieser Anstieg folgt sowohl bei ALS, Alzheimer als auch bei Parkinson jeweils einem charakteristischen Muster.
Der Bauplan des Zellskeletts
In den Nervenzellen kommen drei Arten von Neurofilament vor, die nach ihrem Molekulargewicht als leicht, mittelschwer und schwer unterschieden werden. Als Biomarker dient das leichte Neurofilament, das auch NfL abgekürzt wird (Neurofilament light). Zum Zytoskelett zählen außerdem das Aktinfilament sowie die Mikrotubuli, zwei weitere Bausteine. Auch sie werden beim Absterben von Nervenzellen freigesetzt; das NfL ist allerdings besonders gut im Blut nachweisbar und wird nur langsam abgebaut, sodass es bei den Messungen gut erfassbar ist.
Ein wichtiges Feld, auf dem die Forschung mit dem Neurofilament arbeitet, ist die Medikamenten-Entwicklung. Wird ein Wirkstoff gegen eine neurodegenerative Erkrankung an Patientinnen und Patienten getestet, verrät die regelmäßige Überwachung des Neurofilament-Spiegels, ob die Behandlung anschlägt oder nicht. Bei einem Erfolg geht die Neurofilament-Konzentration zurück oder steigt zumindest nicht weiter.