Bildgebendes Verfahren deckt langlebige Muster in Zellen des retinalen Pigmentepithels

Zellen des retinalen Pigmentepithels (RPE) bilden einzigartige Muster, mit denen nach Angaben von Forschern des National Eye Institute (NEI) Veränderungen in dieser wichtigen Gewebeschicht im Augenhintergrund verfolgt werden können. Die Technik könnte bei der Früherkennung und Behandlung bestimmter Augenkrankheiten helfen.

Unter Verwendung einer Kombination aus adaptiver Optik und einem fluoreszierenden Farbstoff verwendeten die Forscher die RPE-Muster, um einzelne Zellen bei gesunden Probanden und Menschen mit Netzhauterkrankungen zu verfolgen. Die neue Erkenntnis könnte eine Möglichkeit bieten, das Fortschreiten und die Behandlung von Erblindungskrankheiten, die die RPE betreffen, zu untersuchen.

“Das Untersuchen von Zellen des retinalen Pigmentepithels in der Klinik ist wie ein Blick in eine Black Box. RPE-Zellen sind schwer zu erkennen, und bis Krankheitszeichen mit herkömmlichen Techniken erkennbar sind, ist oftmals bereits eine Menge Schaden entstanden”, sagt Dr. Johnny Tam, der Hauptautor der Studie. “Diese Studie belegt, dass wir einen fluoreszierenden Farbstoff verwenden können, um diesen einzigartigen Fingerabdruck des RPE aufzudecken und das Gewebe über einen längeren Zeitraum zu überwachen.

Das RPE ist eine Zellschicht, die neben den lichtempfindlichen Photorezeptoren der Netzhaut liegt und deren Gesundheit aufrechterhält. Da die Zellen Pigmente enthalten und somit einfallendes Licht absorbieren, ist es schwierig, die dünne Schicht des RPE-Gewebes abzubilden. Trotz der Verwendung der adaptiven Optik, einer speziellen Bildgebungstechnologie, mit der einzelne Zellen im Auge unterschieden werden können, empfanden Tam und Kollegen die Visualisierung der RPE-Schicht als schwierig.

Daher wandte sich Tam einem von der FDA zugelassenen Fluoreszenzfarbstoff namens Indocyaningrün (ICG) zu, mit dem die Blutgefäße im Augenhintergrund sichtbar gemacht werden können. Während der Farbstoff innerhalb von etwa 30 Minuten schnell aus den Blutgefäßen verschwindet, bleibt der Farbstoff mehrere Stunden im RPE und zeigt ein fluoreszierendes Mosaikmuster, wobei einige Zellen heller und andere dunkler erscheinen

“Anfangs wussten wir nicht, wie der Farbstoff aussehen würde”, sagte Tam. “Wir haben den Farbstoff eingebracht und dieses Muster erhalten, das auf den ersten Blick zufällig aussah. Es war eine große Überraschung, dass wir ein Jahr später bei erneuter Injizierung des Farbstoffs wieder dasselbe Muster sehen konnten.”

Tam und Kollegen entwickelten eine Software, die RPE-Muster erkennt und Veränderungen aufzeigt, die zwischen zwei Bildgebungssitzungen auftreten. Bei gesunden Freiwilligen zeigte sich über mehrere Monate hinweg nur eine sehr geringe Veränderung des RPE, wobei die überwiegende Mehrheit der Zellen eine stabile Menge an ICG-Färbung beibehielt. Um herauszufinden, ob diese Technik die frühen Stadien einer Schädigung des RPE erkennen kann, haben Tam und seine Kollegen auch die Augen von Menschen mit Erkrankungen, die diesen Teil des Auges betreffen, abgebildet.

Zunächst bildete Tam die Netzhaut eines Patienten mit spät einsetzender Netzhautdegeneration (L-ORD) ab, eine Erkrankung, von der angenommen wird, dass sie die RPE in späteren Stadien der Krankheit beeinflusst. Die Forscher stellten fest, dass das Mosaikmuster des RPE bei einem Patienten in den früheren Stadien der L-ORD nur geringfügig weniger stabil war als bei gesunden Augen, und zeigten relativ geringe Veränderungen in einigen Bereichen der Netzhaut.

Zweitens stellten die Forscher die Augen eines Patienten mit kristalliner Bietti-Dystrophie (BCD) dar, einer Krankheit, die den fortschreitenden Verlust von RPE-Zellen verursacht. Die adaptive Optik mit ICG-Farbstoff zeigte nicht nur, dass RPE-Zellen bei Patienten mit BCD zu allen Zeitpunkten größer und weniger gut organisiert waren als gesunde Zellen, sondern auch, dass sich das RPE-Mosaikmuster im Laufe der Zeit drastisch änderte.

Während diese Studie das Bildgebungsverfahren der adaptiven Optik verwendet, ist Tam der Ansicht, dass es mit zusätzlichen Anstrengungen möglich sein wird, die RPE-Mosaikmuster auch mit herkömmlichen bildgebenden Methoden abzubilden. Die Möglichkeit, dieses Muster über die Zeit zu visualisieren, hilft den Forschern, die Veränderung der RPE-Schicht im Laufe der Zeit besser zu verstehen, und macht schließlich die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden möglich, um Schäden an der RPE zu vermeiden oder sie sogar zu reparieren.

“Bei der Behandlung von Patienten basieren viele Entscheidungen auf dem, was wir sehen. Für die Teile des Auges, die wir nicht sehen können, behandeln wir oft blind”, sagte Tam. “Diese Technik zeigt uns, was im Laufe der Zeit im Gewebe passiert, und hilft uns, neue Therapien für diese Erkrankungen zu entwickeln”, fügte er hinzu.