Bahnbrechende Demenz-Biomarkerentdeckung
Demenz stellt eine wachsende globale Herausforderung dar: Weltweit sind 40 Millionen Menschen betroffen, wobei sich diese Zahl voraussichtlich alle zwanzig Jahre verdoppeln wird. Allein in Europa leben etwa 8,8 Millionen Menschen, die von dieser Erkrankung betroffen sind. Ungeachtet ihrer tiefgreifenden persönlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen gestaltet sich die Diagnose von Demenz in ihren Frühstadien nach wie vor schwierig, da die klinischen Symptome meist erst Jahre nach dem Einsetzen pathologischer Veränderungen auftreten und sich die klinischen Symptome der verschiedenen Demenzursachen erheblich überschneiden.
Integrativer Ansatz bei der Suche nach Biomarkern
Im Rahmen des mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführten Projekts MIRIADE wurde das Ziel verfolgt, die Entdeckung von neuartigen Biomarkern für Demenz zu beschleunigen. „Wir haben ein einzigartiges Forschungs- und Ausbildungsprogramm eingerichtet, um präzisionsmedizinische Ansätze in Richtung Frühdiagnose, Krankheitsüberwachung und besserer Behandlungsergebnisse zu verfolgen“, erklärt Projektkoordinatorin Charlotte Teunissen. Eine zentrale Errungenschaft des Projekts MIRIADE liegt in seinem integrativen Ansatz zur Datenanalyse und Biomarkeridentifizierung. Innerhalb des Gemeinschaftsunternehmens wurden Omik-Daten aus Rückenmarksflüssigkeits- und Blutproben vereinheitlicht und über dreißig Biomarkerkandidaten in die Entwicklung weitergegeben. Das Team kombinierte Big-Data-Analysen, modernste Assaytechnologien und die Vermittlung unternehmerischer Kompetenzen, um sowohl die wissenschaftliche Entdeckung als auch die klinische Anwendung voranzutreiben.
Biomarkervalidierung und Assayentwicklung
Bei der Entwicklung von Biomarkerassays und im Zuge der klinischen Validierung wurden bemerkenswerte Fortschritte erzielt. Mithilfe fortgeschrittener Proteintechnologien konnte das MIRIADE-Team mit Erfolg Assays für sechzehn Biomarker entwickeln und klinisch validieren. Zu den priorisierten Biomarkern gehörten Dopamin-Decarboxylase für Demenz, Aquaporin-4 für die Alzheimer-Krankheit und die synaptischen Biomarker SNAP-25 und VAMP-2 im Blut für frontotemporale Demenz und Alzheimer-Krankheit. Vergleichende Untersuchungen zwischen den Assaymethoden haben ergeben, dass die Massenspektrometrie bei der Entwicklung von Multiplex-Biomarkerassays hervorragend abschneidet, aber mehr Zeit und Ressourcen als Immunassays erfordert. Die Immunassayentwicklung mündete jedoch innerhalb der Projektlaufzeit in erfolgreicheren klinischen Validierungen. Außerdem konnten die Forschenden mithilfe von KI-Instrumenten vorhersagen, ob Hirnproteine als wirkungsvolle Fluidbiomarker dienen könnten und ob sie mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in die extrazellulären Vesikel gelangen. Mit diesen Instrumenten wird die Biomarkerauswahl verfeinert und die Assayentwicklung beschleunigt.
Erkenntnisse in klinische Praxis umsetzen
Die Umsetzung der MIRIADE-Ergebnisse in die klinische und diagnostische Anwendung befindet sich bereits in vollem Gange. Biomarker wie die Dopamin-Decarboxylase sind bereits in ersten klinischen Studien im Einsatz, und Plasma-pTau-Assays werden gegenwärtig prospektiv bewertet. Für weitere Biomarker sind retrospektive und prospektive Validierungsstudien geplant, um ihre klinische Anwendung zu verfeinern. Es wurden beträchtliche Anstrengungen unternommen, um die Marktreife zu erreichen, einschließlich behördlicher Zulassungsverfahren für Biomarker und der Entwicklung von patientennahen Testplattformen. Zudem wurde im Rahmen des Projekts ein umfassender Fahrplan für die zukünftige Biomarkerentwicklung erstellt. Dieser Rahmen umfasst bestmögliche Verfahren zur Integration von Big Data, Assayentwicklung und klinischer Validierung sowie Ansätze zur Förderung der Zusammenarbeit von Interessengruppen, um die Umsetzung von Biomarkern in die Praxis zu beschleunigen.
Die nächste Wissenschaftsgeneration auf den Weg bringen
Im Mittelpunkt der Mission von MIRIADE standen Aus- und Weiterbildung. Im Zuge des Gemeinschaftsunternehmens wurden netzwerkweite Schulungen zu Themen wie Biomarkerwissenschaft und Bioinformatik, Unternehmensinnovation und Patientenperspektiven organisiert. Darüber hinaus absolvierten die Nachwuchsforschenden des Projekts eine beträchtliche Anzahl von Kursen, in denen sie mit den erforderlichen Kompetenzen ausgestattet wurden, um die Biomarkerwissenschaft und ihre klinische Anwendung voranzutreiben. Mit Blick in die Zukunft wird das Team von MIRIADE seine Arbeit fortsetzen, wobei die Biomarkervalidierung verfeinert, die Assayproduktion erweitert und die Suche nach Finanzmitteln intensiviert werden, um mit seinen Entdeckungen weiter voranzukommen. Das starke Netzwerk rund um MIRIADE gestaltet eine Zukunft, in der dank rechtzeitiger Diagnose und wirkungsvoller Behandlung die Ergebnisse für die Patientinnen und Patienten deutlich verbessert sowie die sozioökonomische Belastung durch Demenz weltweit verringert werden können.
Schlüsselbegriffe
MIRIADE, Biomarker, Demenz, Dopamin-Decarboxylase, Alzheimer-Krankheit