Netzhautzelltransplantation: Die richtige Zellpopulation als Schlüssel zum Therapieerfolg

Ein neues Verständnis der Entwicklung von Netzhautzellen könnte laut Forschern der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania, USA, den Weg für künftige Netzhauttransplantationen ebnen.

Eine erfolgreiche Zelltransplantation von Photorezeptorzellen könnte für Menschen mit Netzhauterkrankungen, für die es bislang keine wirksame Behandlungsmethode gibt, einen entscheidenden Fortschritt darstellen. Im besten Fall ließe sich dadurch verlorenes Sehvermögen wiederherstellen.

Derzeit ist die Transplantation gesunder Photorezeptorzellen, um die Sehfunktion zu regenerieren, weitgehend wirkungslos. Es vernetzten sich nur sehr wenige der gespendeten Zellen erfolgreich. Die Identifikation einer Zellpopulation mit besonders hohem Vernetzungspotenzial könnte daher entscheidend sein, um den therapeutischen Ansatz weiterzuentwickeln.

Durch die Identifizierung von drei verschiedenen Entwicklungsstadien von Photorezeptorzellen bei Mäusen – von denen die Forschungsgruppe annimmt, dass beim Menschen analoge Zellpopulationen existieren – hoffen die Forscher herauszufinden, wollen die Wissenschaftler bestimmen, welche Zellpopulation das größte Potenzial zur Ausbildung funktioneller neuronaler Verbindungen im Auge besitzt. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, jene Zellen zu identifizieren, die nach einer Transplantation die höchsten Überlebens- und Integrationsraten aufweisen. Das könnte wirksamere Behandlungsansätze schaffen. Ihre Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Frontiers in Cell and Developmental Biology“ veröffentlicht.

„Wir planen, jede Untergruppe einzeln zu isolieren und zu transplantieren. In der Hoffnung, dass die Transplantation einer reineren Zellpopulation zukünftige zellbasierte Therapien zur Verbesserung des Sehvermögens bei Erblindungskrankheiten im Spätstadium optimieren wird“, erklärte die leitende Forscherin der Studie, Dr. Katherine Uyhazi, PhD, Assistenzprofessorin für Augenheilkunde.

Unterschiede bei den Netzhautzellen und die Möglichkeiten, die sie bergen

Netzhauterkrankungen sind eine der Hauptursachen für Erblindung. Sie betreffen weltweit Millionen von Menschen. Viele dieser Erkrankungen sind erblich bedingt, während andere, wie beispielsweise die altersbedingte Makuladegeneration, keine bekannte genetische Ursache haben. Aktuelle Behandlungen zielen darauf ab, den Sehverlust zu verlangsamen oder aufzuhalten. Doch zellbasierte Therapien hätten das Potenzial, den Sehverlust umzukehren, indem sie verlorene oder geschädigte Zellen ersetzen.

„Wir wissen, dass die Netzhautentwicklung nicht gleichmäßig, sondern in Wellen verläuft“, so Uyhazi. „Zu jedem chronologischen Alter während der Netzhautentwicklung ist eine Mischung aus verschiedenen Entwicklungsstadien der Zellen vorhanden.“ Mehr über die Netzhautentwicklung zu erfahren, bot die Gelegenheit, die Regeneration der Netzhaut bei Erkrankungen zu optimieren.

Was ist was?

Mithilfe der Einzelzell-RNA-Sequenzierung hat der Erstautor Joseph Yano, ein Doktorand in Uyhazis Labor, drei unterschiedliche Stadien von sich entwickelnden Photorezeptorzellen identifizieren können: früh, mittel und spät. Zudem zeigte das Forschungsteam, dass es vergleichbare Zellpopulationen in menschlichen Netzhautorganoiden geben könnte.

Was passiert jetzt?

Aufbauend auf diesen Entdeckungen arbeiten Uyhazi und ihr Team nun an Methoden zur Isolierung der einzelnen Entwicklungsstadien und Transplantation dieser Zellen in die Netzhaut. Frühe Zellen ähneln eher Stammzellen und könnten eine Transplantation besser überstehen, während späte Zellen eher den lichtempfindlichen Netzhautzellen ähneln.

Durch diese Experimente im Mausmodell hofft das Team, ein „Goldilocks“-Stadium der Zellen zu identifizieren, das sich am besten für die Reparatur der Netzhaut eignet.

(sas/BIERMANN)