Hornhautverletzungen: „Lebende Augentropfen“ entwickelt

Forschende der Universität Pittsburgh, USA, haben experimentelle „lebende Augentropfen“ entwickelt. Sie nutzen natürlich vorkommende Bakterien des Auges, um die Heilung von Hornhautverletzungen zu fördern.

Die Proof-of-Concept-Studie wurde im Fachjournal „Cell Reports“ veröffentlicht. Die Arbeit zeigt, dass der harmlose, im Auge lebende Mikroorganismus Corynebacterium mastitidis genetisch so verändert werden kann, dass es ein entzündungshemmendes Therapeutikum produziert. In einem Mausmodell förderte dieser Ansatz die Heilung nach einer Hornhautverletzung.

„Dies ist der erste Nachweis, dass ein auf der Augenoberfläche lebender Mikroorganismus so verändert werden kann, dass er ein Therapeutikum abgibt, das die Augengesundheit verbessert”, erklärte der leitende Autor Anthony St. Leger, Ph.D., außerordentlicher Professor für Augenheilkunde und Immunologie an der University of Pittsburgh (Pitt) und am UPMC Vision Institute.

Die Behandlung von Erkrankungen der Augenoberfläche erfordert oft die mehrmalige tägliche Anwendung von Augentropfen, da Tränen Medikamente kontinuierlich wegspülen. Dies kann die Wirksamkeit von Therapien für Erkrankungen wie Hornhautabschürfungen oder trockene Augen einschränken.

Hornhautheilung: Therapeutische Wirkung ist IL10 abhängig

Um eine alternative Verabreichungsmethode zu erforschen, manipulierte das Pitt-Team das gutartige Bakterium C. mastitidis so, dass es kontinuierlich das Zytokin Interleukin 10 (IL10) absondert. Dieses kleine Protein reguliert Entzündungen. Im Mausmodell heilten leicht zerkratzte Hornhäute, die mit den manipulierten Bakterien behandelt wurden, schneller als solche, die mit normalen Bakterien oder Kochsalzlösung behandelt wurden. Wurde der IL10-Rezeptor blockiert, verschwand dieser Vorteil. Das bestätigt den Wissenschaftlern zufolge, dass die therapeutische Wirkung IL10-abhängig war.

Verbesserter Wundverschluss in humanen Hornhautzellen

Die Forscher entwickelten zudem eine Version des Mikroorganismus, das menschliches IL10 freisetzt. In humanen Hornhautzellen verbesserte die Behandlung den Wundverschluss und reduzierte Entzündungssignale in den menschlichen Immunzellen. Diese Untersuchungen liefern erste Hinweise darauf, dass der Ansatz für die Anwendung beim Menschen angepasst werden könnte. Die Autoren weisen jedoch daraufhin, dass noch erhebliche Entwicklungsarbeit erforderlich ist.

„Das Spannende daran ist, dass das System modular aufgebaut ist“, erklärte St. Leger. „Wir haben es so aufgebaut, dass man verschiedene Gene – verschiedene Zytokine, Wachstumsfaktoren oder andere Proteine – austauschen kann, um die Therapie auf bestimmte Augenerkrankungen zuzuschneiden.“

Die Technologie befindet sich den Autoren nach noch in einem frühen Entwicklungsstadium, gilt jedoch als vielversprechend. Die Forschenden betonen, dass bis zu einer klinischen Anwendung noch zahlreiche Schritte erforderlich sind. Dazu gehört unter anderem die Entwicklung integrierter „Ausschalter“. Mit diesen lassen sich die manipulierten Bakterien sicher und zuverlässig entfernen oder deaktivieren, wenn sie nicht mehr benötigt werden.

Forschung schafft Grundlage für künstlich hergestellte Biotherapeutika

Erkrankungen wie schweres Trockenes Auge, entzündliche Erkrankungen der Augenoberfläche und traumatische Hornhautverletzungen betreffen jedes Jahr Millionen von Amerikanern. Obwohl diese Studie noch keine klinische Therapie darstellt, hoffen die Autoren, dass sie eine Grundlage darstellt für die Untersuchung, ob künstlich hergestellte lebende Biotherapeutika eines Tages eine nachhaltigere Zufuhr von entzündungshemmenden oder regenerativen Molekülen zum Auge ermöglichen könnten.

(sas/BIERMANN)