ADOA: Erforschung genetischer Ursachen für Erblindung bei Menschen und Makaken

Forschende aus den USA haben bei Rhesusaffen eine erbliche Form der Erblindung entdeckt. Diese ähnelt stark einer häufigen genetisch bedingten Erkrankung des Sehnervs beim Menschen.

Die im Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences“ veröffentlichte Arbeit könnte zu einem besseren Verständnis der autosomal-dominanten Optikusatrophie (ADOA). Gleichzeitig könnte sie Wege zu neuen Behandlungsmethoden eröffnen.

ADOA ist eine wichtige Ursache für Sehverlust bei Kindern

ADOA betrifft weltweit etwa drei von 100.000 Menschen und führt zu fortschreitendem Sehverlust und schließlich zur Erblindung. Menschen mit dieser Erkrankung entwickeln Skotome und derzeit gibt es keine verfügbare Behandlung, erklärte Sara Thomasy, leitende Autorin der Studie. Thomasy ist Professorin für vergleichende Augenheilkunde. Sie hat eine Doppelberufung an der Weill School of Veterinary Medicine sowie am Department of Ophthalmology and Vision Science der University of California (UC) in Davis, USA, inne. Viele Patienten erhalten ihre Diagnose im Alter zwischen zehn und 30 Jahren. Die Erkrankung stellt demnach eine bedeutende Ursache für Sehverlust bei Kindern dar.

ADOA: Mutationen im OPA1-Gen beeinflusst Mitochondrienfunktion

Beim Menschen hängt ADOA mit Mutationen im Gen OPA1 zusammen, das die Funktion der Mitochondrien beeinflusst. Diese kommen im gesamten Körper vor, doch besonders anfällig für solche Störungen sind die langen Nervenfasern, die Signale von der Netzhaut zum Gehirn weiterleiten.

Ein Pandemie-Projekt: Mutation im OPA1-Gen auch in Affen identifiziert

Rhesusaffen und andere nichtmenschliche Primaten haben eine sehr ähnliche Augenstruktur und ein sehr ähnliches Sehsystem wie Menschen. Thomasy und ihre Kollegen entdeckten, dass einige der Affen im Forschungszentrum eine spontane Mutation im OPA1-Gen aufwiesen. Diese führte zu Veränderungen im Auge, die denen bei Menschen mit ADOA sehr ähnlich sind.

Die Entdeckung kam zustande, weil die Erstautorin Tracy Jaggers, damals Veterinärstudentin am Western University College of Veterinary Medicine, ihr mit Thomasy geplantes Sommerprojekt aufgrund der COVID-19-Pandemie wechseln musste.

„Wir hatten diese wunderbare Verhaltensstudie im Primatenzentrum geplant, doch dann kam COVID und natürlich konnte sie nicht kommen, um das Projekt durchzuführen. Also sagte ich: ‚Nun, ich habe diesen interessanten Datensatz von Affen mit dieser Mutation‘“, erzählte Thomasy.

Die Mutation im OPA1-Gen war zuvor durch die Sequenzierung der DNA von 1800 Tieren im Zentrum im Rahmen einer Zusammenarbeit mit dem Baylor College of Medicine identifiziert worden. Sie war jedoch noch nicht mit einer Augenerkrankung in Verbindung gebracht worden.

Mithilfe von Bildgebungsverfahren aus der Humanophthalmologie fanden Jaggers und Thomasy heraus, dass ein Tier mit Augenanomalien auch eine Kopie der OPA1-Mutation trug. Aufgrund dieser Daten konnten sie eine Förderung vom National Eye Institute erhalten, um die Forschung auszuweiten.

„Diese Förderung ermöglichte es uns wirklich, diese Individuen zu untersuchen und eine Zuchtkolonie aufzubauen“, berichtete Thomasy.

Der Rhesusaffe als möglicher Modellorganismus für ADOA

Die Forscher können nun beobachten, wie die Krankheit im Laufe der Zeit fortschreitet. Gleichzeitig können sie untersuchen, wie sich die Erkrankung bei Tieren mit einer einzigen Kopie oder zwei Kopien der OPA1-Mutation unterscheidet. Der Rhesusaffe könnte als Modellorganismus genutzt werden, um Gentherapien zur Prävention von ADOA zu erforschen. Zudem ließen sich an ihm Behandlungsansätze testen, die das Fortschreiten der Erkrankung beim Menschen verlangsamen oder verhindern könnten, so Thomasy.

Des Weiteren konnten Thomasy und Kollegen, darunter Ala Moshiri und Glenn Yiu vom Department of Ophthalmology and Vision Science an der UC Davis Health, bei Makaken Entsprechungen anderer vererbbarer Augenerkrankungen beim Menschen identifizieren. Dazu gehören Achromatopsie sowie die altersbedingte Makuladegeneration.

(sas/BIERMANN)