Wie Zungenbelag hilft, Parkinson frühzeitig zu erkennen

Durch die Analyse der Oberfläche der Zunge haben Wissenschaftler wichtige Hinweise zur Erkennung der Parkinson-Krankheit entdeckt: keine Injektionen, keine Scans – nur ein einfacher Abstrich.

Forscher der Shanghai Jiao Tong University School of Medicine in China haben das diagnostische Potenzial von Zungenbelagproben für die Früherkennung und Überwachung der Parkinson-Krankheit untersucht. In ihrer in Frontiers in Microbiology veröffentlichten Studie erwiesen sich Zungenbelagproben als vielversprechendes Diagnoseinstrument für die Krankheit und betonten die Beteiligung mikrobieller Gemeinschaften und Stoffwechselverbindungen an der Pathogenese.

Einführung

Die Parkinson-Krankheit ist die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung und ist durch Ruhetremor, Muskelsteifheit und Bewegungsverlangsamung gekennzeichnet. In Ländern mit hohem Einkommen liegt die Inzidenz bei etwa 14 Fällen pro 100.000 Einwohner.

Die Pathogenese ist mit mitochondrialer Dysfunktion, oxidativem Stress, Proteinaggregation, Autophagie-Beeinträchtigung und Neuroinflammation verbunden. Diese Komplexität der Pathogenese schränkt die diagnostischen und therapeutischen Möglichkeiten ein.

Herkömmliche Diagnosemethoden erfordern die Entnahme von Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit oder Blut. Dabei handelt es sich um invasive Verfahren, die psycho-emotionalen Stress, finanzielle Belastungen und ein Infektionsrisiko verursachen können. Darüber hinaus sind sie teuer und mit komplexen Protokollen verbunden.

Diese Defizite unterstreichen die Notwendigkeit, bequemere, genauere und frühzeitigere Diagnosemethoden zu entwickeln. Diese Studie wurde mit diesem Ziel konzipiert. Die Idee entstand, als Wissenschaftler bei Patienten mit Parkinson-Krankheit einen charakteristischen Zungenbelag bemerkten – eine dicke, fettige Schicht, manchmal mit einem ungewöhnlichen weißen oder gelblichen Farbton.

Zungenbelag stellt in der Traditionellen Chinesischen Medizin ein wichtiges Objekt der „Sichtdiagnostik“ dar. Er enthält in der Regel eine Mischung aus Bakterien, Epithelzellen, Speichel, Blutmetaboliten und Speiseresten.

Die Analyse des Zungenbelags gewinnt im biomedizinischen Bereich zunehmend an Bedeutung und wird zur Diagnose von Mund- und Magen-Darm-Erkrankungen sowie vielen anderen Leiden eingesetzt.

Angesichts der Einfachheit, Nichtinvasivität, des geringen Risikos und der Kosteneffizienz des Zungenabstrichs führten Forscher der Shanghai Jiaotong University eine Zusammensetzungsanalyse durch, um die Diagnose und Prognose der Parkinson-Krankheit zu verbessern.

Methodik

Wissenschaftler führten eine quantitative Analyse des Mikrobioms und der Stoffwechselverbindungen in Zungenbelagproben von 36 Patienten mit Parkinson-Krankheit und 31 gesunden Personen durch.

Durch die Integration von Mikrobiom- und Metabolomik-Daten wollten sie zuverlässige Biomarker identifizieren, die als nicht-invasive Diagnoseinstrumente dienen und neue therapeutische Ziele aufzeigen könnten. Um den prädiktiven Wert der identifizierten Marker zu bewerten, wurde ein Random-Forest-Maschinenlernmodell verwendet.

Wichtigste Ergebnisse

• Mikrobiom: Plaque-Analysen ergaben signifikante Unterschiede in der relativen Häufigkeit mehrerer Bakteriengemeinschaften zwischen Patienten und gesunden Kontrollpersonen, darunter Firmicutes, Bacteroidetes und Actinobacteria. Diese Gemeinschaften könnten als potenzielle Marker für pathophysiologische Veränderungen bei der Parkinson-Krankheit dienen.
• Metabolomik. Bei Parkinson-Patienten wurden verringerte Palmitoylethanolamid-Spiegel in Plaques und bei Patienten mit fortgeschrittener Behinderung und leichter kognitiver Beeinträchtigung verringerte Carnitin-Spiegel festgestellt. Palmitoylethanolamid ist ein endogenes Fettsäureamid, das im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen umfassend untersucht wurde.
• Artefakt: Es wurden erhöhte Docosanamid-Werte festgestellt, die jedoch auf eine externe Kontamination zurückzuführen waren und nicht als zuverlässiger Marker galten.

Bedeutung der Studie

Die Studie identifizierte einen möglichen Zusammenhang zwischen Veränderungen in der Zusammensetzung der Mikrobiota und dem Stoffwechselprofil des Zungenbelags, der die Pathogenese und das Fortschreiten der Parkinson-Krankheit erheblich beeinflussen könnte.

Die Plaque-Bildgebung wurde bereits zur Erkennung von Mund- und Magen-Darm-Erkrankungen, rheumatoider Arthritis, Lungenentzündung, Lungenkrebs, chronischen Nierenerkrankungen, Herzerkrankungen, Osteoporose und ischämischem Schlaganfall eingesetzt. Die aktuelle Studie konzentriert sich erstmals auf die Zusammensetzung der Zungenplaque-Veränderungen bei Patienten mit Parkinson-Krankheit und bietet molekulare Einblicke in die Pathogenese.

Die Veränderungen der Plaque-Mikrobiota ähnelten denen, die bei Stuhlproben von Parkinson-Patienten beobachtet wurden. Die Entnahme von Zungenbelag ist bequemer, sauberer und sicherer als die Entnahme von Stuhlproben, was die Vorteile dieses Ansatzes weiter unterstreicht.

Die bedeutendsten Stoffwechselveränderungen waren ein Anstieg einiger exogener Verbindungen und ein Rückgang des endogenen Palmitoylethanolamids, was auf den Einfluss sowohl externer als auch interner Faktoren auf den Zustand der Patienten hindeutet.

Der Rückgang von Palmitoylethanolamid in Plaques macht es zu einem vielversprechenden Marker für die Unterscheidung zwischen Patienten mit und ohne Parkinson-Krankheit. Palmitoylethanolamid wird von Neuronen und Gliazellen des zentralen Nervensystems synthetisiert, erhält die Integrität der Darmbarriere, reduziert Entzündungen und Schmerzen und reguliert den Energiestoffwechsel.

Auch Carnitin ist wichtig: Sein Rückgang bei Patienten im Spätstadium und mit leichter kognitiver Beeinträchtigung bestätigt die zuvor beschriebenen neuroprotektiven und kognitiv steigernden Eigenschaften.

Einschränkungen und Aussichten

Die Studie ist vorläufig und basiert auf einer kleinen Stichprobengröße, daher ist eine Validierung in größeren Kohortenstudien erforderlich.

Das Random-Forest-Modell zeigte eine Genauigkeit von fast 89 % bei der Unterscheidung zwischen Parkinson-Patienten und gesunden Teilnehmern und bestätigte damit das diagnostische Potenzial der Plaque-Stoffwechselprofilierung.

Insgesamt unterstreichen die Ergebnisse das Potenzial des Zungenbelags als nicht-invasives und kostengünstiges Instrument zur Diagnose und Überwachung der Parkinson-Krankheit. Um den klinischen Nutzen dieser Marker zu bestätigen, sind jedoch weitere groß angelegte Studien erforderlich.