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Die Ophthalmologie

Erschienen in:

17.10.2023 | Demenz | Leitthema

Retinale optische Kohärenztomographie-Biomarker bei demenziellen Erkrankungen

verfasst von: Dr. med. L. Goerdt, F. G. Holz, R. P. Finger

Erschienen in: Die Ophthalmologie | Ausgabe 2/2024

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Zusammenfassung

Hintergrund

Im Rahmen der Alterung der Gesellschaft ist von einer steigenden Prävalenz und Inzidenz verschiedener demenzieller Erkrankungen in der Bevölkerung auszugehen. Um Patient*innen frühzeitig identifizieren und einer Therapie zuführen zu können, sind flächendeckende, nichtinvasive und niederschwellig zu erreichende Screeningmethoden vonnöten. Diese stehen jedoch bis dato nicht zur Verfügung. Es wurde bereits eine Vielzahl potenzieller Biomarker in der hochauflösenden optischen Kohärenztomographie (OCT) identifiziert, die mit dem Vorliegen demenzieller Erkrankungen assoziiert zu sind.

Ziel der Arbeit

Er erfolgen eine Zusammenfassung von OCT-Biomarkern bei demenziellen Erkrankungen und eine Diskussion ihrer Eignung für flächendeckende Screeninguntersuchungen.

Methoden

Es erfolgte eine Literaturrecherche in PubMed bis März 2023 mit den Suchbegriffen „Dementia“, „mild cognitive impairment“, „OCT“, „OCT angiography“, „retinal biomarkers“. Relevante Publikationen wurden identifiziert und zusammengefasst.

Ergebnisse

In einer Vielzahl von Populations- und klinischen Studien konnten lediglich unspezifische Veränderung in der OCT und OCT-Angiographie (OCT-A) bei Patienten*innen mit (prä)demenziellen Erkrankungen nachgewiesen werden. Hierzu zählen die Reduktion der Dicke der peripapillären Nervenfaserschicht, des Ganglienzellkomplexes und der zentralen Netzhaut. Zudem zeigten sich in der OCT‑A eine reduzierte Gefäßdichte und eine vergrößerte foveale avaskuläre Zone (FAZ).

Schlussfolgerungen

Die bis dato identifizierten OCT-Biomarker sind unspezifisch, und bislang gibt es keine OCT- oder OCT-A-Signatur bestimmter Demenzformen. Größere, longitudinale Studien sind notwendig, um derartige Signaturen, die spezifischer sind, v. a. für Frühformen demenzieller Erkrankung zu entwickeln und ihren prognostischen Wert zu identifizieren. Erst dann ist ein Einsatz im Rahmen flächendeckender Screeninguntersuchungen denkbar.

Breteler M, Wolf H (2014) The Rhineland study: a novel platform for epidemiologic research into Alzheimer disease and related disorders. Alzheimers Dement. https://doi.org/10.1016/j.jalz.2014.05.810CrossRefPubMedPubMedCentral

Bulut M, Kurtuluş F, Gözkaya O et al (2018) Evaluation of optical coherence tomography angiographic findings in Alzheimer’s type dementia. Br J Ophthalmol 102:233–237. https://doi.org/10.1136/bjophthalmol-2017-310476CrossRefPubMed

Chan VTT, Sun Z, Tang S et al (2019) Spectral-domain OCT measurements in Alzheimer’s disease: a systematic review and meta-analysis. Ophthalmology 126:497–510. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2018.08.009CrossRefPubMed

Cheung CYL, Ong YT, Hilal S et al (2015) Retinal ganglion cell analysis using high-definition optical coherence tomography in patients with mild cognitive impairment and alzheimer’s disease. J Alzheimers Dis 45:45–56. https://doi.org/10.3233/JAD-141659CrossRefPubMed

Citront M, Ohersdorf T, Haass C et al (1992) Mutation of the beta-amyloid precursor protein in familial Alzheimer’s disease increases beta-protein production. Nature 360:1991–1993

Dumitrascu OM, Okazaki EM, Cobb SH et al (2018) Amyloid-beta-related Angiitis with distinctive neuro-ophthalmologic features. Neuroophthalmology 42:237–241. https://doi.org/10.1080/01658107.2017.1374982CrossRefPubMed

Ferrari L, Huang SC, Magnani G et al (2017) Optical coherence tomography reveals retinal neuroaxonal thinning in frontotemporal dementia as in Alzheimer’s disease. J Alzheimers Dis 56:1101–1107. https://doi.org/10.3233/JAD-160886CrossRefPubMed

Ferri CP, Prince M, Brayne C, Brodaty H, Fratiglioni L, Ganguli M, Hall K, Hasegawa K, Hendrie H, Huang Y, Jorm A, Mathers C, Menezes PR, Rimmer E, Scazufca M (2005) Alzheimer’s disease international. Global prevalence of dementia: a Delphi consensus study. Lancet 366:2112–2117CrossRefPubMedPubMedCentral

Gao SS, Jia Y, Zhang M et al (2016) Optical coherence tomography angiography. Investig Ophthalmol Vis Sci 57:27–36. https://doi.org/10.1167/iovs.15-19043CrossRef

10.

Garzone D, Finger RP, Mauschitz MM et al (2022) Neurofilament light chain and retinal layers’ determinants and association: a population-based study. Ann Clin Transl Neurol 9:564–569. https://doi.org/10.1002/acn3.51522CrossRefPubMedPubMedCentral

11.

Garzone D, Finger RP, Mauschitz MM et al (2023) Visual impairment and retinal and brain neurodegeneration: a population-based study. Hum Brain Mapp. https://doi.org/10.1002/hbm.26237CrossRefPubMedPubMedCentral

12.

Geerling CF, Terheyden JH, Langner SM et al (2022) Changes of the retinal and choroidal vasculature in cerebral small vessel disease. Sci Rep 12:1–8. https://doi.org/10.1038/s41598-022-07638-xCrossRef

13.

Gharbiya M, Trebbastoni A, Parisi F et al (2014) Choroidal thinning as a new finding in Alzheimer’s disease: evidence from enhanced depth imaging spectral domain optical coherence tomography. J Alzheimers Dis 40:907–917. https://doi.org/10.3233/JAD-132039CrossRefPubMed

14.

den Haan J, van de Kreeke JA, Konijnenberg E et al (2019) Retinal thickness as a potential biomarker in patients with amyloid-proven early- and late-onset Alzheimer’s disease. Alzheimer’s Dement Diagnosis Assess Dis Monit 11:463–471. https://doi.org/10.1016/j.dadm.2019.05.002CrossRef

15.

Hornberger J, Bae J, Watson I et al (2017) Clinical and cost implications of amyloid beta detection with amyloid beta positron emission tomography imaging in early Alzheimer’s disease—the case of florbetapir. Curr Med Res Opin 33:675–685. https://doi.org/10.1080/03007995.2016.1277197CrossRefPubMed

16.

James BD, Wilson RS, Boyle PA et al (2016) TDP-43 stage, mixed pathologies, and clinical Alzheimer’s-type dementia. Brain 139:2983–2993. https://doi.org/10.1093/brain/aww224CrossRefPubMedPubMedCentral

17.

Jonas JB, Wang YX, Bin Wei W et al (2016) Cognitive function and subfoveal choroidal thickness: the Beijing eye study. Ophthalmology 123:220–222. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2015.06.020CrossRefPubMed

18.

Kashani AH, Chen CL, Gahm JK et al (2017) Optical coherence tomography angiography: a comprehensive review of current methods and clinical applications. Prog Retin Eye Res 60:66–100. https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2017.07.002CrossRefPubMedPubMedCentral

19.

Kim BJ, Grossman M, Song D et al (2019) Persistent and progressive outer retina thinning in frontotemporal degeneration. Front Neurosci 13:1–13. https://doi.org/10.3389/fnins.2019.00298CrossRef

20.

Kim BJ, Irwin DJ, Song D et al (2017) Optical coherence tomography identifies outer retina thinning in frontotemporal degeneration. Neurology 89:1604–1611. https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000004500CrossRefPubMedPubMedCentral

21.

Kirbas S, Turkyilmaz K, Anlar O et al (2013) Retinal nerve fiber layer thickness in patients with Alzheimer disease. J Neuro-ophthalmology 33:58–61. https://doi.org/10.1097/WNO.0b013e318267fd5fCrossRef

22.

Ko F, Muthy ZA, Gallacher J et al (2018) Association of retinal nerve fiber layer thinning with current and future cognitive decline: a study using optical coherence tomography. JAMA Neurol 75:1198–1205. https://doi.org/10.1001/jamaneurol.2018.1578CrossRefPubMedPubMedCentral

23.

Van De Kreeke JA, Nguyen HT, Konijnenberg E et al (2019) Optical coherence tomography angiography in preclinical Alzheimer’s disease. Br J Ophthalmol. https://doi.org/10.1136/bjophthalmol-2019-314127CrossRefPubMed

24.

Langner SM, Terheyden JH, Geerling CF et al (2022) Structural retinal changes in cerebral small vessel disease. Sci Rep 12:1–10. https://doi.org/10.1038/s41598-022-13312-zCrossRef

25.

Lee A, Rudkin A, Agzarian M et al (2009) Retinal vascular abnormalities in patients with cerebral amyloid angiopathy. Cerebrovasc Dis 28:618–622. https://doi.org/10.1159/000251173CrossRefPubMed

26.

London A, Benhar I, Schwartz M (2013) The retina as a window to the brain—from eye research to CNS disorders. Nat Rev Neurol 9:44–53. https://doi.org/10.1038/nrneurol.2012.227CrossRefPubMed

27.

Mauschitz MM, Bonnemaijer PWM, Diers K et al (2018) Systemic and ocular determinants of peripapillary retinal nerve fiber layer thickness measurements in the European eye epidemiology (E3) population. Ophthalmology 125:1526–1536. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2018.03.026CrossRefPubMed

28.

Mauschitz MM, Holz FG, Finger RP, Breteler MMB (2019) Determinants of macular layers and optic disc characteristics on SD-OCT: The rhineland study. Transl Vis Sci Technol. https://doi.org/10.1167/tvst.8.3.34CrossRefPubMedPubMedCentral

29.

Mauschitz MM, Lohner V, Koch A et al (2022) Retinal layer assessments as potential biomarkers for brain atrophy in the Rhineland Study. Sci Rep 12:1–7. https://doi.org/10.1038/s41598-022-06821-4CrossRef

30.

McCann H, Stevens CH, Cartwright H, Halliday GM (2014) α‑Synucleinopathy phenotypes. Park Relat Disord 20:S62–S67. https://doi.org/10.1016/S1353-8020(13)70017-8CrossRef

31.

La Morgia C, Ross-Cisneros FN, Koronyo Y et al (2016) Melanopsin retinal ganglion cell loss in Alzheimer disease. Ann Neurol 79:90–109. https://doi.org/10.1002/ana.24548CrossRefPubMed

32.

Mutlu U, Colijn JM, Ikram MA et al (2018) Association of retinal neurodegeneration on optical coherence tomography with dementia: a population-based study. JAMA Neurol 75:1256–1263. https://doi.org/10.1001/jamaneurol.2018.1563CrossRefPubMedPubMedCentral

33.

O’Brien JT, Thomas A (2015) Vascular dementia. Lancet 386:1698–1706. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)00463-8CrossRefPubMed

34.

O’Bryhim BE, Apte RS, Kung N et al (2018) Association of Preclinical Alzheimer disease with optical coherence tomographic angiography findings. JAMA Ophthalmol 136:1242–1248. https://doi.org/10.1001/jamaophthalmol.2018.3556CrossRefPubMedPubMedCentral

35.

Petersen R, Smith G, Waring S et al (1999) Mild cognitive impairment clinical characterization and outcome Ronald. JAMA Neurol 56:303–309

36.

Podoleanu AG (2005) Optical coherence tomography. Br J Radiol 78:976–988. https://doi.org/10.1259/bjr/55735832CrossRefPubMed

37.

Prince MJ, Wu F, Guo Y et al (2015) The burden of disease in older people and implications for health policy and practice. Lancet 1(4):61347–61347. https://doi.org/10.1016/S0140-6736CrossRef

38.

Prusiner SB (2013) Biology and genetics of prions causing neurodegeneration. Annu Rev Genet 47:601–623. https://doi.org/10.1146/annurev-genet-110711-155524CrossRefPubMedPubMedCentral

39.

Schmidt-Erfurth U, Sadeghipour A, Gerendas BS et al (2018) Artificial intelligence in retina. Prog Retin Eye Res 67:1–29. https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2018.07.004CrossRefPubMed

40.

Shi H, Koronyo Y, Rentsendorj A et al (2020) Identification of early pericyte loss and vascular amyloidosis in Alzheimer’s disease retina. Acta Neuropathol 139:813–836. https://doi.org/10.1007/s00401-020-02134-wCrossRefPubMedPubMedCentral

41.

Sweeney MD, Montagne A, Sagare AP et al (2019) Vascular dysfunction—The disregarded partner of Alzheimer’s disease. Alzheimers Dement 15:158–167. https://doi.org/10.1016/j.jalz.2018.07.222CrossRefPubMedPubMedCentral

42.

Tang MY, Blazes MS, Lee CS (2022) Imaging amyloid and Tau in the retina: current research and future. Dir J Neuro-ophthalmology

43.

Toledo JB, Arnold SE, Raible K et al (2013) Contribution of cerebrovascular disease in autopsy confirmed neurodegenerative disease cases in the National Alzheimer’s Coordinating Centre. Brain 136:2697–2706. https://doi.org/10.1093/brain/awt188CrossRefPubMedPubMedCentral

44.

Trebbastoni A, Marcelli M, Mallone F et al (2017) Attenuation of choroidal thickness in patients with Alzheimer disease: evidence from an Italian prospective study. Alzheimer Dis Assoc Disord 31:128–134. https://doi.org/10.1097/WAD.0000000000000176CrossRefPubMed

45.

Trick GL, Trick LR, Morris P, Wolf M (1995) Visual field loss in senile dementia of the alzheimer’s type. Neurology 45:68–74. https://doi.org/10.1212/WNL.45.1.68CrossRefPubMed

46.

Tsai Y, Lu B, Ljubimov AV et al (2014) Ocular changes in TGF344-AD rat model of Alzheimer’s disease. Investig Ophthalmol Vis Sci 55:523–534. https://doi.org/10.1167/iovs.13-12888CrossRef

47.

Turski CA, Turski GN, Faber J et al (2022) Microvascular breakdown due to retinal neurodegeneration in Ataxias. Mov Disord 37:162–170. https://doi.org/10.1002/mds.28791CrossRefPubMed

48.

Wintergerst MWM, Falahat P, Holz FG et al (2021) Retinal and choriocapillaris perfusion are associated with ankle-brachial-pressure-index and Fontaine stage in peripheral arterial disease. Sci Rep 11:1–7. https://doi.org/10.1038/s41598-021-90900-5CrossRef

Titel: Retinale optische Kohärenztomographie-Biomarker bei demenziellen Erkrankungen
verfasst von: Dr. med. L. Goerdt
F. G. Holz
R. P. Finger
Publikationsdatum: 17.10.2023
Verlag: Springer Medizin
Schlagwörter: Demenz
Demenz
Angiografie
Frontotemporale Demenz
Frontotemporale Demenz
Vaskuläre Demenz
Vaskuläre Demenz
IPL
Leichte kognitive Störung
Morbus Alzheimer
Morbus Alzheimer
Biomarker
Erschienen in: Die Ophthalmologie / Ausgabe 2/2024
Print ISSN: 2731-720X
Elektronische ISSN: 2731-7218
DOI: https://doi.org/10.1007/s00347-023-01947-w

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