Biomarker-Studie zu Neurofilament light chain (NF‑L) bei der ALS

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Mus­ku­la­tur bei der ALS, mikro­sko­pi­sche Dar­stel­lung, @Institut für Neu­ro­pa­tho­lo­gie der Cha­ri­té

Bio­mar­ker-Stu­die zu Neu­ro­fi­la­ment light chain (NF‑L) bei der ALS


Durch Unter­stüt­zung der Boris Canes­sa ALS Stif­tung wird an 12 ALS-Zen­tren in Deutsch­land ein For­schungs­pro­gramm zum Bio­mar­ker Neu­ro­fi­la­ment Light Chain (NF‑L, Neu­ro­fi­la­ment leich­te Ket­te) durch­ge­führt.

Die Stu­die wird durch die ALS-Ambu­lanz der Cha­ri­té koor­di­niert und wis­sen­schaft­lich gelei­tet. Dabei soll die not­wen­di­ge Daten­ba­sis für die Nut­zung der NF-L-Serum­kon­zen­tra­ti­on (der NF-L-Blut­test) geschaf­fen wer­den, um den Ver­lauf der ALS ein­deu­ti­ger vor­her­sa­gen und die Wirk­sam­keit neu­er The­ra­pien exak­ter und frü­her bestim­men zu kön­nen.

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NF-L-Bio­mar­ker-Stu­die

In die­sem Video wird das For­schungs­pro­jekt „Bio­mar­ker NF‑L bei der ALS“ erklärt. An der Cha­ri­té und 14 wei­te­ren ALS-Zen­tren in Deutsch­land wird die Nut­zung des Pro­te­ins Neu­ro­fi­la­ment Light Chain (NF‑L) als Bio­mar­ker der Amyo­tro­phen Late­ral­skle­ro­se (ALS) erforscht. Dabei soll die Fra­ge geklärt wer­den, ob durch die Bestim­mung der NF-L-Kon­zen­tra­ti­on im Blut eine Vor­her­sa­ge über den Krank­heits­ver­lauf, die Pro­gres­si­ons­ra­te oder das Anspre­chen inno­va­ti­ver The­ra­pie­ver­fah­ren mög­lich ist. An der Stu­die ist die Teil­nah­me von 1.500 Pati­en­tin­nen und Pati­en­ten in einem Ver­lauf von drei Jah­ren geplant.
Ziel des Pro­jekts

Die Stu­die beruht auf der Erkennt­nis, dass bei ALS-Pati­en­tin­nen und ‑Pati­en­ten eine erhöh­te Kon­zen­tra­ti­on des Mole­küls NF‑L im Liqu­or („Ner­ven­was­ser“) und im Blut (Blut­se­rum) vor­liegt. 

Trotz die­ser grund­sätz­li­chen Erkennt­nis sind zahl­rei­che For­schungs­fra­gen offen, die in die­sem For­schungs­pro­gramm geklärt wer­den. Dabei ist die Kor­re­la­ti­on der NF-L-Serum­kon­zen­tra­ti­on zum Krank­heits­ver­lauf, zur Pro­gres­si­ons­ra­te und zu spe­zi­fi­schen Ver­laufs­for­men der ALS noch unzu­rei­chend unter­sucht. Eine wei­te­re zen­tra­le For­schungs­fra­ge ist die Eig­nung von NF‑L für die Iden­ti­fi­ka­ti­on der the­ra­peu­ti­schen Wirk­sam­keit von Medi­ka­men­ten und ande­ren Behand­lungs­ver­fah­ren im Sin­ne eines the­ra­peu­ti­schen Mar­kers.

Die Stu­die erforscht fol­gen­de Zusam­men­hän­ge:

  • Besteht eine Kor­re­la­ti­on zwi­schen der NF-L-Kon­zen­tra­ti­on im Blut und dem Krank­heits­ver­lauf? Lässt sich eine höhe­re NF-L-Kon­zen­tra­ti­on im Blut bei einer schnel­le­ren Pro­gres­si­on der ALS nach­wei­sen?
  • Wie ver­än­dert sich die NF-L-Kon­zen­tra­ti­on im Krank­heits­ver­lauf? Nimmt die NF-L-Kon­zen­tra­ti­on im Ver­lauf der ALS wie­der ab?
  • Besteht eine Kor­re­la­ti­on zwi­schen der NF-L-Kon­zen­tra­ti­on und der ALS-The­ra­pie: Las­sen sich The­ra­pie­ef­fek­te von neu­en Medi­ka­men­ten (z. B. von Tofer­sen und Stu­di­en­me­di­ka­men­te) sowie von ande­ren ALS-The­ra­pien (z. B. der hoch­ka­lo­ri­schen Ernäh­rungs­the­ra­pie oder der nicht-inva­si­ve­n/in­va­si­ver Beatmung) mit NF‑L nach­wei­sen?

Für die Bestim­mung der NF‑L‑Konzentration wird die Sin­gle Mole­cu­le Ana­ly­sis-Metho­de (SIMOA) ein­ge­setzt. SIMOA steht für den eng­li­schen Begriff „Sin­gle Mole­cu­le Ana­ly­sis“ – und lässt sich mit der „Ana­ly­se ein­zel­ner Mole­kü­le“ über­set­zen. Die SIMOA-Metho­de wur­de erst vor weni­gen Jah­ren in den USA eta­bliert. In Deutsch­land sind nur weni­ge SIMOA-Gerä­te ver­füg­bar. Die SIMOA-Metho­de erlaubt die Mes­sung des Mole­küls NF‑L in Kon­zen­tra­tio­nen von Piko­gramm, d.h. dem Bil­li­ons­ten Teil eines Gramms.

Umset­zung und aktu­el­ler Stand

Durch Finan­zie­rung der Boris Canes­sa ALS Stif­tung wur­de die Beschaf­fung eines SIMOA-Ana­ly­se­ge­rä­tes (HD‑X, Quan­te­rix Inc., USA) mög­lich, das inzwi­schen in den Labor­räu­men der Cha­ri­té auf­ge­baut und ein­ge­rich­tet ist. Die tech­ni­sche Eta­blie­rung erfolg­te zwi­schen März und Juli 2020 durch das NF-L-Team an der Cha­ri­té. Die per­so­nel­le Aus­stat­tung des Ana­ly­se­teams sowie des Pro­jekt­ma­nage­ments und eine Pro­jekt­för­de­rung für wei­te­re ALS-Zen­tren in Deutsch­land wur­den eben­falls durch Mit­tel der Stif­tung ermög­licht.

Die Stu­die NF‑L ist in einer Unter­su­chungs­grup­pe von 1.500 teil­neh­men­den ALS-Pati­en­tin­nen und ‑Pati­en­ten an min­des­tens 12 ALS-Zen­tren im Zeit­raum von 2020–2023 vor­ge­se­hen. Über den aktu­el­len Stand und die Zwi­schen­er­geb­nis­se wird im Blog berich­tet. Eine detail­lier­te Beschrei­bung der Stu­die sowie häu­fi­ge Fra­gen und Ant­wor­ten fin­den Sie hier: https://www.als-charite.de/aktuelle-studien/

Nut­zen des Pro­jek­tes

Nut­zen für teil­neh­men­de Pati­en­tin­nen und Pati­en­ten
Die NF-L-Stu­die ist mit einem unmit­tel­ba­ren Nut­zen für die teil­neh­men­den Pati­en­tin­nen und Pati­en­ten ver­bun­den: Sie kön­nen auf Wunsch ihre indi­vi­du­el­len NF-L-Wer­te im Krank­heits­ver­lauf erfah­ren. Der Bio­mar­ker dient zur Dia­gno­se­si­che­rung und Ein­schät­zung der eige­nen Krank­heits­pro­gres­si­on.

Nut­zen für ALS-Zen­tren
Durch die Bereit­stel­lung einer gemein­sa­men Infra­struk­tur (zen­tra­le SIMOA-Ana­ly­se, Logis­tik, Bio­bank und Stu­di­en­soft­ware) wird die bestehen­de wis­sen­schaft­li­che Zusam­men­ar­beit der ALS-Zen­tren gestärkt und die ALS-For­schung in Deutsch­land beför­dert. Hin­zu kommt die direk­te Finan­zie­rung von Per­so­nal­stel­len und eine tech­ni­sche Unter­stüt­zung, um die Auf­wen­dun­gen der Stu­di­en­teil­nah­me zu kom­pen­sie­ren. Mit dem NF‑L Vor­ha­ben wird den Zen­tren ermög­licht, den NF‑L Bio­mar­ker mit in ihr dia­gnos­ti­sches Ange­bot auf­zu­neh­men.

Bei­trag zum Fort­schritt bei der ALS
Mit der Eta­blie­rung des Bio­mar­kers NF‑L als Diagnostik‑, Pro­gno­se- und The­ra­pie­mar­ker erfährt die ALS-For­schung einen erheb­li­chen Ent­wick­lungs­schub. Durch das Pro­jekt ist eine deut­li­che Beschleu­ni­gung der kli­ni­schen For­schung in der Ent­wick­lung neu­er The­ra­pie­op­tio­nen erwar­ten. Das NF-L-Pro­jekt hat das Poten­zi­al, die Effi­zi­enz und Geschwin­dig­keit kli­ni­scher Stu­di­en zu revo­lu­tio­nie­ren.

Aus­blick

Ins­ge­samt sol­len 9.000 NF-L-Tests bei 1500 ALS-Pati­en­tin­nen und Pati­en­ten durch­ge­führt und ana­ly­siert wer­den. Die Ergeb­nis­se die­ser Stu­die wer­den vor­aus­sicht­lich dazu bei­tra­gen, den Bio­mar­ker NF‑L wis­sen­schaft­lich zu eta­blie­ren.

In einer län­ger­fris­ti­gen Per­spek­ti­ve soll NF‑L dazu genutzt wer­den, den Ver­lauf der ALS ein­deu­ti­ger vor­her­zu­sa­gen und die Wirk­sam­keit neu­er The­ra­pien exak­ter und frü­her bestim­men zu kön­nen.

In greif­ba­rer Zukunft ist die Zulas­sung eines gene­ti­schen ALS-Medi­ka­men­tes (Tofer­sen) zu erwar­ten. Tofer­sen kommt bei Pati­en­ten zum Ein­satz, die Muta­tio­nen im SOD1-Gen auf­wei­sen. Die Wirk­sam­keit von Tofer­sen kann per­spek­ti­visch durch eine NF-L-Ana­ly­se – im Sin­ne eines the­ra­peu­ti­schen Mar­kers – belegt wer­den. Dabei wäre zu erwar­ten, dass nach Ein­lei­tung der Tofer­sen-The­ra­pie die Serum­kon­zen­tra­ti­on von NF‑L abnimmt. Die lau­fen­de NF-L-Stu­die schafft die Daten­grund­la­ge, um die­se Wirk­sam­keit­tests von Tofer­sen zu rea­li­sie­ren. Dabei wird ange­strebt, dass alle Pati­en­ten, die mit Tofer­sen the­ra­piert wer­den, zugleich in der NF-L-Tes­tung Stu­die erhal­ten. Damit trägt die NF-L-Stu­die wesent­lich dazu bei, die the­ra­peu­ti­sche Wirk­sam­keit (hof­fent­lich) frü­her als mit her­kömm­li­chen Metho­den nach­zu­wei­sen. In der län­ger­fris­ti­gen Per­spek­ti­ve wird die Vali­die­rung der the­ra­peu­ti­schen Wirk­sam­keit durch NF‑L auch bei ande­ren Medi­ka­men­ten zur Anwen­dung kom­men, die sich in Ent­wick­lung befin­den.