Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems mit heterogenem klinischem Verlauf. Trotz etablierter diagnostischer Verfahren wie Magnetresonanztomographie (MRT), oligoklonaler Banden (OCB) und klinischer Verlaufsbeurteilung bleibt die Differenzialdiagnostik in einzelnen Fällen anspruchsvoll. Gleichzeitig besteht Bedarf an Biomarkern, die eine präzisere Einschätzung von Krankheitsaktivität und Progression ermöglichen.
Zwei aktuelle Arbeiten aus den USA, Kanada und Deutschland untersuchten nun, inwieweit molekulare Liquoranalysen diagnostische und prognostische Informationen bei MS liefern können. Die erste Studie wurde von Forschern des Max-Planck-Instituts (MPI) für Biochemie, der Technischen Universität München (TUM) sowie weiterer Zentren durchgeführt und in 'Cell' veröffentlicht. Die zweite Arbeit, erschienen in den 'Annals of Neurology', validierte bereits entwickelte liquorbasierte molekulare Klassifikatoren in einem multizentrischen Setting.
Hochdurchsatz-Proteomik analysiert Tausende Liquorproben
Das deutsche Forschungsteam entwickelte einen Hochdurchsatz-Workflow zur massenspektrometrischen Analyse von Liquorproben. Insgesamt wurden rund 5.000 Proben von Patienten mit unterschiedlichen neurologischen Erkrankungen untersucht. Pro Probe konnten etwa 1.500 Proteine quantifiziert werden.
Die Analysen identifizierten dominante proteomische Signaturen, die mit einer Störung der Blut-Liquor-Schranke, dem Alter sowie dem Geschlecht assoziiert waren. Dadurch konnten krankheitsübergreifende und krankheitsspezifische Muster voneinander getrennt werden.
Für die weitere Analyse fokussierten sich die Autoren auf MS und nutzten eine optimierte Technologie mit Quantifizierung von etwa 2.000 bis 2.100 Proteinen pro Probe. Auf dieser Basis entwickelten sie ein Panel aus 22 Liquorproteinen, das MS von anderen entzündlichen neurologischen Erkrankungen unterscheiden konnte.
Nach Angaben der Autoren zeigte das Panel insbesondere bei diagnostisch schwierigen Konstellationen Vorteile gegenüber etablierten Biomarkern. Dies betraf unter anderem Fälle ohne oligoklonale Banden im Liquor.
Zielgerichteter Assay prüft das 22-Protein-Panel
Ein zielgerichteter massenspektrometrischer Assay mit isotopenmarkierten Standards validierte das 22-Protein-Panel anschließend in einer unabhängigen Kohorte. Nach Angaben von Christiane Gasperi, MS-Forscherin an der TUM, könnten die identifizierten Marker insbesondere bei diagnostisch schwierigen MS-Konstellationen zusätzliche Informationen liefern.
Über die Differenzialdiagnostik hinaus analysierte das Team, ob proteomische Muster mit klinischen Krankheitsstadien zusammenhängen. Dafür entwickelten sie ein proteombasiertes „Staging“ entlang des Spektrums von schubförmiger zu progredienter MS. Dieses korrelierte mit klinischen Parametern der Behinderungsprogression.
Zudem identifizierte das Team mehrere Proteine, die aus Sicht der Autoren als potenzielle therapeutische Zielstrukturen relevant sein könnten.
Externe Validierung untersucht diagnostische Trennschärfe
Die zweite Arbeit, die an drei Zentren des nordamerikanischen SPINCOMS-Konsortiums durchgeführt wurde, analysierte retrospektiv kryokonservierte Liquorproben von 160 Personen mit Verdacht auf neuroimmunologische Erkrankungen.
Von den 160 untersuchten Personen hatten 96 eine klinisch bestätigte MS. Diese Kohorte wurde über mindestens drei Jahre nachbeobachtet. Ziel der Studie war die externe Validierung zuvor publizierter molekularer Liquor-Klassifikatoren.
Der molekulare Test zeigte eine hohe diagnostische Trennschärfe (AUC 0,94) gegenüber anderen entzündlichen und nicht-entzündlichen neurologischen Erkrankungen. Außerdem ließ sich mithilfe des Tests zwischen schubförmigen und progredienten Verlaufsformen unterscheiden.
Auch für die spätere Behinderungsprogression zeigten sich Zusammenhänge: Der prognostische Klassifikator korrelierte mit den im Follow-up erhobenen EDSS-Werten.
Molekulare Klassifikatoren ergänzen etablierte Marker
Molekulare Liquorprofile könnten zusätzliche Informationen gegenüber klassischen Parametern wie IgG-Index oder oligoklonalen Banden liefern. Dennoch bleibt die Diagnostik neurologischer Erkrankungen fehleranfällig, so die Forschenden. In der untersuchten Kohorte stimmten drei klinisch als MS klassifizierte Fälle nicht mit den Ergebnissen des molekularen Tests überein. Rückblickend fanden sich bei diesen Patienten laut Autoren diagnostische „Red Flags“.
Gleichzeitig deuteten die Analysen darauf hin, dass molekulare Marker nicht nur für die Differenzialdiagnostik, sondern auch für die Einordnung progredienter Krankheitsverläufe relevant sein könnten.
Molekulare Liquorprofile erweitern die Charakterisierung der MS
Die beiden Arbeiten zeigen, dass moderne Proteomikverfahren zusätzliche diagnostische und prognostische Informationen bei MS liefern können. Während die in Cell publizierte Studie neue Biomarker und proteombasierte Krankheitsmuster identifizierte, bestätigte die multizentrische Validierungsstudie die Aussagekraft solcher molekularer Tests unter Real-World-Bedingungen. Damit könnten molekulare Liquorprofile künftig zur differenzierteren Charakterisierung von Krankheitsstadien und Verlaufsformen bei MS beitragen. Weitere Studien sollen die klinische Anwendbarkeit und Standardisierung solcher Verfahren untersuchen.
