Liquor-AB_1-42-Peptid

Amyloid-β-Peptide (Aβ) im Liquor cerebrospinalis (CSF)

CSF-Aβ₄₂; amyloid-β protein in CSF

APP (β-APP), auf langem Arm von Chromosom 21q21.2-3 kodiert, wird mit 3 Spleißvarianten synthetisiert: APP₆₉₅ (ca. 105 kDa) mit 695 Aminosäuren in Neuronen, APP₇₅₁ mit 751 Aminosäuren in Neuronen und Astrozyten, APP₇₇₀ (ca. 140 kDa) mit 770 Aminosäuren in Astrozyten. Aus APP werden verschiedene Aβ-Peptide proteolytisch abgespalten (s. folgende Tabelle).

Aus Amyloid-Precursor-Protein (APP) abgespaltene Aβ-Peptide:

Stabiles Dimer: Aβ_1-40 8,7 kDa; stabile Trimere: Aβ_1-35 11,8 kDa, Aβ_6-42 11,7 kDa.

Normaler α-sekretorischer Hauptweg (neurotrophisch): APP → APP_s-α + C83 [p3-p6] mittels 3 α-Sekretasen extrazellulär: membrangebundene Zn-Metalloproteinasen der Adamalysin-Familie (ADAM9, ADAM10, ADAM17). APP_s-α mit neurotrophischen Eigenschaften, intrazelluläre Kommunikation (axonaler Transport von APP zu peripheren und zentralen Synapsen), C83 [p3-p6] membrangebundenes Polypeptid, involviert in Membran-zu-Nukleus-Signaling: Notch-Signaltransduktion mit intrazellulärer p6-Domäne.

β-sekretorischer amyloidogener Weg (normalerweise Nebenweg):

Aus C83-Peptid (APP_s-α) werden kürzere Aβ-Peptide mittels γ-Sekretasen abgespalten (s. o.). Durch C-terminale Aminosäurenabspaltung entstehen Aβ_1-39, Aβ_1-38, Aβ_1-37. Aβ_1-42 aggregiert schneller als Aβ_1-39, Aβ_1-40, Aβ_1-41 und dominiert in Plaques. Kürzere Aβ diffundieren bevorzugt in CSF und von dort ins Blut.

Senile Demenz ist definiert als progressiver Verlust des Gedächtnisses und anderer kognitiver Funktionen nach 65. Lebensjahr; presenile Demenz vor 65. Lebensjahr. Demenzsymptome, evaluiert mittels „mild cognitive impairment“ (MCI) und „mini-mental scores“ (MMS), bei M. Alzheimer (Alzheimer’s Disease, AD; mit sporadischem oder familiärem Auftreten) und anderen Demenzerkrankungen.

Diffuse Amyloidplaques (= senile Plaques mit dem Alter im ZNS zunehmend) enthalten normalerweise geringe Mengen von Aβ-Monomeren, -Dimeren und -Oligomeren, gebildet mittels β-Sekretase-Wegs; bei AD und anderen Demenzkrankheiten Aktivierung des β-sekretorischen Wegs mit vermehrter Produktion von anderen Aβ-Peptiden mit größerer Fähigkeit zur Aggregation → vermehrte Bildung von Protofibrillen PF (= metastabile Zwischenprodukte) (s. u.) in diffusen Plaques. Ausbildung von Peptidfibrillen von 7–8 nm Länge. Vermehrte extrazelluläre Deposition von Aβ-Peptiden ist ein sehr frühes spezifisches Ereignis bei AD noch vor Entwicklung von „neurofibrillary tangles“ (NFT).

Neuritische Plaques mit Amyloidkern binden neurotrophe Faktoren wie Somatotstatin, „corticotropin-releasing factor“ und ziehen damit gewucherte Fortsätze überlebender Neuronen an („sprouding fibers“), ebenso Fortsätze von Astrozyten und Mikroglia, die aktiviert werden und proinflammatorische Zytokine exprimieren (IL-1β, IL-6, TNF-α; Tumornekrosefaktor-α).

4–5 mL Lumbal-Liquor sofort entzellt (2000 g für 10 min); fraktionierte Lagerung bei −20 bis −80 °C in Polypropylen-Röhrchen mit oder ohne Zusatz von 20 mmol/L Phosphat-Puffer/Triethanolamin, 0,1 mol/L NaCl, 0,5 g/L TritonX-100/NaN₃, 1 mmol/L DTPA/EGTA, pH 7,4.

Proben nur einmal auftauen.

Proben erhitzen 3 Minuten bei 100 °C, anschließende Lagerung bei 4 °C über Nacht erhöht Ausbeute an Aβ-Peptiden in CSF-Proben.

Enzyme-linked Immunosorbentassay (ELISA) mit monoklonalen Fangantikörper spezifisch für C-Terminus Aβ_x-42, Detektorantikörper spezifisch für N-Terminus Aβ_1-x. Geforderte Spezifität für Aβ_1-42-Peptid.

ELISA mit monoklonalen Antikörpern mit Bindung anderer Epitope von Aβ-Peptiden, z. B. Aβ_13-28-Peptide als Fangantikörper und Aβ-Peptide_1-16 als Detektorantikörper können kürzere Aβ-Fragmente, bzw. Anti-Aβ_35-43-Peptid und Anti-Aβ_1-40-Peptid-Antikörper längere Peptide detektieren.

VK interseriell <11 %, Wiederauffindung in CSF zu 75–85 %, Nachweisgrenze 0,05–0,1 ng/mL.

Zu niedrige CSF-Werte mit nicht adäquaten Standards, z. B. bei Kalibration mit synthetischem Aβ_1-28-Peptid. Zu niedrige Werte in CSF von Demenzpatienten infolge Epitopmaskierung in Aβ-Peptid-Aggregaten und Aβ-Oligomeren speziell von AD-Patienten, weniger von Kontrollen.

Umrechnungsfaktor zwischen pg/mL und ng/L × 1 bzw. zwischen ng/mL und μg/L × 1.

Für Lumballiquor, keine spinalen Gradienten vorhanden:

Nicht vorhanden.

Alle Demenzerkrankungen wie M. Alzheimer (AD), Lewy-Body-Demenz (LBD), „mild cognitive impairment“ (MCI), vaskuläre Demenz (VD), frontotemporale Demenz (FTD), Alkoholdemenz, Non-Alzheimer-Demenz (Non-AD), psychiatrische Erkrankungen (z. B. Altersdepression), chronische neurologische Erkrankungen (z. B. M. Parkinson, progressive supranukleäre Lähmung), Creutzfeld-Jakob Disease (CJD), Neurosyphilis, Hypothyroidismus, Normaldruck-Hydrocephalus, multiple Systematrophie.

Aβ-Peptide im Blutplasma nachweisbar aus extrazerebralen Aβ-Peptid-Bildungsstätten (Skelettmuskel, Gefäßendothel, Thrombozyten, keine Freisetzung durch Thrombozytenaktivierung); keine sichere Korrelation der Aβ-Serum-Peptide mit M. Alzheimer und anderen Demenzerkrankungen.

Klinische und neuropsychologische Evaluation von AD (Prävalenz 5–11 % bei ≥65-Jährigen, ≥50 % bei über 85-Jährigen) und anderen Demenzerkrankungen mit 65–90 % diagnostischer Sicherheit in spezialisierten Zentren vergleichbar mit Effizienz der CSF-Aβ-Peptid-Kenngrößen (Biomarkern). Geforderte Sensitivität von ≥80 %, Spezifität von ≥80 % bei AD-Diskriminierung nicht immer erreicht. Verbesserung von Spezifität und Sensitivität mit Liquor-tau-Protein, phosphoryliert-Testen. Test-Kombination Aβ_1-42-Peptid plus tau-Protein, gesamt, in CSF verbessert nicht individuelle Sensitivität; keine verbesserte Diskriminierung mit Neuronenspezifische Enolase im Blut (NSE) (erhöht), Liquor-S100-Proteine (nicht erhöht).