Optogenetik: Grundstein für Forschungsagenda gelegt

Bio­lo­gi­sche Funk­tio­nen las­sen sich mit Licht steu­ern. Mit die­sem Mecha­nis­mus wol­len die Teil­neh­mer des Inno­va­ti­ons­fo­rums Opto­ge­ne­tik – Tech­no­lo­gi­en und Poten­zia­le (INOTEP), das am 28. und 29. Novem­ber in Han­no­ver statt­fand, auch weit­rei­chen­de Fort­schrit­te in der Medi­zin erzie­len.

Die For­scher sind auf dem bes­ten Weg, geschä­dig­te Seh­ner­ven mit­tels Opto­ge­ne­tik nach­hal­tig zu reak­ti­vie­ren. Auch Mus­keln las­sen sich mit opti­schen Impul­sen schon heu­te gezielt sti­mu­lie­ren. Wel­che zukünf­ti­gen Anwen­dun­gen sind noch denk­bar? Bei­spie­le von kon­kre­ten Ansät­zen lie­fer­ten Spre­cher aus ganz Deutsch­land und gaben den 70 Teil­neh­mern Impul­se für die Gene­rie­rung gänz­lich neu­er Ide­en und Ansät­ze. Initia­tor des Forums war  das Laser Zen­trum Han­no­ver e.V. (LZH).

Das noch jun­ge For­schungs­feld der Opto­ge­ne­tik bie­tet zahl­rei­che viel­ver­spre­chen­de Behand­lungs­an­sät­ze auf der Basis von Optik und Gene­tik. Neben dem fach­li­chen Aus­tausch fun­gier­te das Inno­va­ti­ons­fo­rum als Platt­form zur Grün­dung einer nach­hal­ti­gen Tech­no­lo­gie­al­li­anz, die auch Akteu­re aus Bio­lo­gie, Medi­zin und angren­zen­den Dis­zi­pli­nen ein­schließt.

Wie­der sehen dank Opto­ge­ne­tik
Bun­des­weit sind etwa 40.000 Men­schen von Ret­in­i­tis pig­mento­sa (RP) betrof­fen, einer dege­ne­ra­ti­ven Netz­hau­ter­kran­kung, bei der die Pho­to­re­zep­to­ren im Auge irrever­si­bel zer­stört wer­den. Kom­bi­niert mit spe­zi­el­len Seh­hil­fen könn­te die Opto­ge­ne­tik in Zukunft Abhil­fe schaf­fen: Unter die Netz­haut inji­zier­te Ade­no-Asso­zia­ti­ve-Viren (AAV) reak­ti­vie­ren huma­ne Pho­to­re­zep­to­ren, wodurch licht­in­du­zier­te Strö­me wie­der mög­lich sind. Trägt der Pati­ent dazu eine bio­mime­ti­sche Seh­hil­fe, ver­stärkt die­se das Licht, sodass die Signa­le über die Netz­haut ins Gehirn über­tra­gen wer­den.

Im Zusam­men­spiel mit bild­ge­ben­den Ver­fah­ren lässt sich mit­tels Opto­ge­ne­tik sogar ein funk­tio­nel­les Map­ping neu­ro­na­ler Netz­wer­ke erstel­len und visua­li­sie­ren. Ner­ven­sys­te­me kön­nen so wei­ter erforscht wer­den.

Ein wei­te­res Anwen­dungs­ge­biet ist neben ande­ren die „opto­ge­ne­ti­sche Mus­kel­pum­pe”. Tref­fen selek­tiv ein­ge­setz­te Licht­im­pul­se auf licht­emp­find­li­che Pro­te­ine, kön­nen sie Mus­kel­kon­trak­tio­nen aus­lö­sen.
Künst­li­ches Mus­kel­ge­we­be lässt sich schon heu­te im Labor züch­ten. Die Kon­trak­ti­on und Fre­quenz solch künst­li­cher Mus­keln ist durch die Injek­ti­on von Kanal­rho­d­op­si­nen und mit opti­schen Impul­sen steu­er­bar.

Fra­ge­stel­lun­gen an Wirt­schaft und Wis­sen­schaft
„Will man die­se the­ra­peu­ti­schen Ansät­ze in die kli­ni­sche Anwen­dung über­tra­gen, bedarf es nicht nur neu­er medi­zi­ni­scher Gerä­te, son­dern auch wei­te­rer For­schung“, erklärt der Spre­cher des Forums, Pro­fes­sor Alex­an­der Heis­ter­kamp, Mit­glied des Wis­sen­schaft­li­chen Direk­to­ri­ums des LZH. Hier­zu gehö­ren neu­ar­ti­ge implan­tier­ba­re Licht­quel­len, die Gewe­be­area­le aus­rei­chend beleuch­ten kön­nen. Zu klä­ren ist auch, ob Immun­re­ak­tio­nen statt­fin­den und wie man die­se und ande­re Neben­ef­fek­te ver­hin­dern kann. Wei­te­re licht­sen­si­ti­ve Pro­te­ine und deren Funk­tio­nen sind zu erfor­schen und die Kon­trak­ti­ons­kräf­te von künst­li­chem Mus­kel­ge­we­be zu stei­gern. Außer­dem will man her­aus­fin­den, wie sich spe­zi­fi­sche Zel­len im Gehirn gezielt akti­vie­ren las­sen.

Design Thin­king: Inno­va­tio­nen aus Kun­den­sicht ent­wi­ckeln
Neben den Fach­vor­trä­gen inspi­rier­ten die Orga­ni­sa­to­ren vom LZH die Teil­neh­mer mit neu­en Metho­den der Inno­va­ti­ons­fin­dung in Work­shops und Speed­mee­tings.
Auf www​.ino​tep​.de kön­nen sich Inter­es­sier­te über die Ver­an­stal­tungs­er­geb­nis­se infor­mie­ren und mit­ein­an­der ver­net­zen.

Das Inno­va­ti­ons­fo­rum Opto­ge­ne­tik wur­de laut LZH vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung (BMBF) im Rah­men der Inno­va­ti­ons­fo­ren Mit­tel­stand unter­stützt. Ziel des Pro­gramms ist es, klei­ne und mitt­le­re Unter­neh­men (KMU) bei der Ent­wick­lung zukunfts­wei­sen­der Pro­duk­te und Dienst­leis­tun­gen zu unter­stüt­zen.

 

Quel­le: Laser Zen­trum Han­no­ver e.V.

 

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