Netzhautdegeneration: Schutzmechanismen für Zapfen-Photorezeptoren entdeckt

Schweizer Forschende haben genetische Signalwege und Wirkstoffe identifiziert, die in der Lage sind, Zapfen-Photorezeptoren vor der Degeneration zu schützen.

Das Absterben von Zapfen-Photorezeptoren, wie es bei zahlreichen erblichen Netzhauterkrankungen und der altersbedingten Makuladegeneration auftritt, führt zum Verlust des zentralen Sehvermögens. Trotz jahrzehntelanger Forschung stehen bislang keine zugelassenen Therapien zur Verfügung. Keine dieser Therapien kann diesen Degenerationsprozess wirksam aufhalten.

Vor diesem Hintergrund hat eine Studie unter der Leitung von Botond Roska am Institut für Molekulare und Klinische Augenheilkunde Basel (IOB), durchgeführt von den Erstautoren Stefan Spirig, Alvaro Herrero Navarro und ihren Kooperationspartnern, diesen bislang ungedeckten Bedarf mithilfe eines auf menschlichen Zellen basierenden experimentellen Systems untersucht. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden im Fachjournal „Neuron“.

Hemmung der Casein-Kinase 1 schützt Zapfen vor Degeneration

Die Forschenden testeten mehr als 2700 Verbindungen an rund 20.000 menschlichen Netzhautorganoiden. Dabei zeigte sich, dass bestimmte Substanzklassen die Zapfen schädigen können und somit potenzielle Sicherheitsrisiken bergen. Gleichzeitig identifizierte das Team mehrere Moleküle, die die Zapfen-Photorezeptoren wirksam vor Degeneration schützen. Als zentraler Schutzmechanismus erwies sich insbesondere die Hemmung der Casein-Kinase 1.

Für ihre Untersuchungen markierten die Wissenschaftler die Zapfen-Photorezeptoren gezielt, um deren Entwicklung und Überleben über einen längeren Zeitraum unter kontrollierten Stressbedingungen verfolgen zu können. Dieser Ansatz ermöglichte ein systematisches Screening von Verbindungen mit bekannten molekularen Zielstrukturen.

Zwei Kinase-Inhibitoren schützen Zapfen langfristig konsistent

Die Untersuchungen zeigten klare Muster: Zwei Kinase-Inhibitoren schützten die Zapfen über längere Zeiträume hinweg konsistent. Die schützenden Wirkungen hielten unter verschiedenen Stressbedingungen an und wurden in einem Mausmodell für Netzhautdegeneration weiter bestätigt. Das untermauert den Forschern zufolge ihre breitere Relevanz.

Umfassender Datensatz aus der Studie veröffentlicht

Über die Identifizierung schützender Signalwege hinaus stellt die Studie einen umfassenden Datensatz öffentlich zur Verfügung. Dieser umfasst die getesteten Verbindungen, ihre molekularen Zielstrukturen und ihre Auswirkungen auf das Überleben menschlicher Zapfen. Die Forschenden erhoffen sich von dieser Ressource die Entwicklung von Therapien zum Erhalt des zentralen Sehvermögens. Darüber hinaus soll eine systematische Bewertung potenzieller Netzhauttoxizität ermöglicht werden.

Durch die Kombination von Netzhautbiologie, Organoid-Technologie und groß angelegten Wirkstoff-Screenings verschafft die Arbeit den Wissenschaftlern nach Forschern einen Vorsprung bei der Entwicklung neuer Behandlungen. Zudem rücke sie ein seit langem bestehendes Ziel in der Augenheilkunde in den Fokus. Es geht um den Schutz genau jener Zellen, die das Sehen ermöglichen.

(sas/BIERMANN)