Forschende der University of Pittsburgh und von UPMC haben eine mögliche biologische Erklärung für kognitive Probleme identifiziert, von denen viele Menschen mit pulmonaler Hypertonie (PH) berichten. Mithilfe von MRT-Aufnahmen des Gehirns, einer molekularen Profilanalyse von Blutproben und funktionellen Studien an Mäusen brachte das Team Veränderungen im Gehirn mit entzündlichen Prozessen in Verbindung, die bei PH in Lunge und Herz auftreten.
Die in der Fachzeitschrift Journal of Clinical Investigation veröffentlichte Studie mit dem Titel „Cerebellar and frontal lobe alterations in pulmonary hypertension implicate an inflammatory lung vascular/brain axis“ legt nahe, dass kognitive Beeinträchtigungen ein zentrales Merkmal der PH und kein unabhängiges Symptom sein könnten. Die Studie weist außerdem auf mögliche neuronale Zielstrukturen für künftige diagnostische, prognostische und therapeutische Forschung hin.
Die Forschenden verglichen MRT-Daten von Menschen mit PH mit Daten von Personen ohne diese Erkrankung. Dabei nutzten sie Informationen aus der UK Biobank sowie einer prospektiven Validierungsgruppe von UPMC. In beiden Gruppen von Patientinnen und Patienten mit PH beobachteten sie eine verringerte Hirnsubstanz und eine schwächere Kommunikation zwischen Kleinhirn und Frontallappen, also Regionen, die an Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Planung beteiligt sind.
Zu den Auffälligkeiten gehörten ein geringeres Volumen der weißen Substanz im Kleinhirn, dünnere frontale Gyri und eine schwächere Verbindung zwischen Kleinhirn und Frontallappen. Sie standen mit einer schlechteren Exekutivfunktion und einer langsameren Verarbeitungsgeschwindigkeit in Zusammenhang. Dieselben Veränderungen wurden bei Teilnehmenden mit anderen Herz-, Lungen- oder psychiatrischen Erkrankungen nicht beobachtet.
Die Unterschiede im Gehirn ließen sich nicht durch einen niedrigen Sauerstoffgehalt im Blut, eine verringerte Herzfunktion oder Medikamente zur Behandlung der PH erklären. Dies stützte die Möglichkeit, dass die Veränderungen spezifisch mit der pulmonalen Hypertonie verbunden sind, anstatt sekundäre Auswirkungen des Einflusses der Erkrankung auf Herz und Lunge zu sein.
Das Team untersuchte außerdem NCOA7, eine Genvariante, die zuvor mit Entzündungsreaktionen und einer geringeren Überlebenswahrscheinlichkeit bei einer Untergruppe von Menschen mit PH in Verbindung gebracht worden war. Genetische Analysen und Laborstudien brachten die Variante mit Entzündungen im Kleinhirn in Verbindung. Gewebeanalysen von Patientinnen, Patienten und Mäusen zeigten eine erhöhte Aktivität von Mikroglia, den Immunzellen des Gehirns, sowie Anzeichen neuronaler Veränderungen.
In Mausmodellen entwickelten Tiere, die eine PH bekamen und denen NCOA7 fehlte, schwerere Schäden im Kleinhirn als Mäuse mit alleiniger PH. Das Ergebnis deutete darauf hin, dass das Gen eine ursächliche Rolle bei der Regulierung von Entzündungen im Gehirn bei dieser Erkrankung spielt.
Stephen Chan, MD, PhD, der leitende Autor der Studie und als Forschender und behandelnder Arzt an der University of Pittsburgh und bei UPMC tätig, sagte, dass Patientinnen und Patienten häufig davon ausgingen, Gedächtnisprobleme oder Konzentrationsschwierigkeiten stünden nicht mit der PH in Zusammenhang. Die Ergebnisse der Studie zeigten seiner Aussage zufolge, dass diese Symptome als Teil des Krankheitsprozesses beachtet werden sollten.
Die derzeitigen Leitlinien zur Behandlung der PH sehen kein kognitives Screening vor, und es gibt keinen biologischen Marker, mit dem sich die Auswirkungen der Erkrankung auf das Gehirn vorhersagen oder überwachen lassen. Die Forschenden erklären, dass ihre Ergebnisse die Entwicklung von Markern und auf Entzündungen ausgerichteten Behandlungen unterstützen könnten. Sie weisen jedoch darauf hin, dass weitere Untersuchungen erforderlich sind, um festzustellen, ob sich die damit verbundenen Veränderungen im Gehirn rückgängig machen lassen.
Chan wies außerdem darauf hin, dass eine mit NCOA7 verbundene Entzündung auch für andere entzündliche Erkrankungen relevant sein könnte, darunter Krankheiten, die zu Demenz und Alterungsprozessen beitragen. Die Autorinnen und Autoren der Studie erklärten, dass die Ergebnisse dazu beitragen könnten, künftige diagnostische und prognostische Strategien über die pulmonale Hypertonie hinaus zu entwickeln.