PVR: Neuartige Therapie mit biofunktionellem Thermogel verhindert Netzhautvernarbung

Wissenschaftler aus Singapur haben ein biofunktionelles Thermogel, eine Art synthetisches Polymer, entwickelt, um Netzhautnarben zu verhindern, welche durch eine fehlgeschlagene Operation zur Therapie einer Netzhautablösung verursacht werden.

Eine proliferative Vitreoretinopathie (PVR) tritt auf, wenn die Vernarbung der Netzhaut verhindert, dass diese heilt und sich wieder anlegt. Eine PVR entwickelt sich nach Angaben des Forschungsteams aus Singapur nach mehr als 75 Prozent der erfolglosen Netzhautablösungs-Operationen und kann zu Sehverlust oder Erblindung führen, wenn sie unbehandelt bleibt.

Die gegenwärtige Behandlungsoption für eine PVR ist auf die chirurgische Entfernung dieser Narbenmembranen beschränkt.1 Die aktuelle Arbeit aus Singapur unterstreicht das Potenzial der Verwendung synthetischer Polymere zur Modulation des Zellverhaltens und bietet zum ersten Mal eine neuartige Thermogel-basierte Therapie zur Verhinderung von Netzhautnarben. Das Team, das diese Entwicklung vorangebracht hat, stammt vom A*STAR’s Institute of Molecular and Cell Biology (IMCB) und Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), der National University of Singapore (NUS) und dem Singapore Eye Research Institute (SERI).

Das Forschungsteam konnte in einem vorklinischen Modell zeigen, dass ein biofunktionelles Thermogel allein in der Lage ist, Netzhautvernarbungen zu verhindern. Sie verwendeten Retinazellen und konnten dabei beobachten, dass das Thermogel die Entwicklung der Narbenmembranen verhinderte, indem es zelluläres Verhalten wie Proliferation und Migration modulierte. Mithilfe der genomweiten Transkriptomanalyse fanden sie heraus, dass das Thermogel ein Protein namens nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) aktivierte und so mehrere chemische Reaktionen in Gang gesetzt wurden, die die Narbenbildung verhinderten.

„Unsere Studie gibt Aufschluss darüber, wie synthetische Polymere nicht mehr nur als inerte Wirkstoffträger fungieren. Es stellt die konventionelle Überzeugung infrage, dass für eine therapeutische Wirkung immer die Verwendung eines niedermolekularen Medikaments erforderlich ist. Über die Augenheilkunde hinaus kann diese einzigartige Biofunktionalität des Thermogels auch bei anderen Erkrankungen, zum Beispiel in der Orthopädie, bei denen intraartikuläre Gelenknarben ein Problem darstellen könnten, angewendet werden“, sagte Dr. Su Xinyi, Abteilungsleiter am IMCB von A*STAR und Assistenzprofessor in der Abteilung für Augenheilkunde an der NUS Yong Loo Lin School of Medicine.

„Als wir dieses biofunktionelle Thermogel am IMRE entwickelten, erkannten wir, dass dies ein bedeutender Fortschritt bei der Entwicklung biologisch abbaubarer Polymere der nächsten Generation sein würde. Die Fähigkeit, Glaskörper aufgrund der Biokompatibilität des Materials zu imitieren und zu ersetzen, macht das Thermogel für viele andere biomedizinische Anwendungen nützlich“, sagte Prof. Loh Xian Jun, Geschäftsführer am IMRE von A*STAR.

Vermarktet wird das Thermogel derzeit von Vitreogel Innovations Inc, einem A*STAR-Spin-off, das sich auf die Entwicklung polymerbasierter Therapeutika für ophthalmologische Indikationen konzentriert. Vitreogel Innovations Inc ist ein nach ISO 13485 (Medical Device Quality Systems) akkreditiertes Unternehmen, welches eine klinische Version des Polymers für klinische Erstversuche am Menschen herstellt.

Basierend auf dieser Studie wird das Forschungsteam zusätzlich die Sicherheit und Wirksamkeit dieses Polymers für die Therapie von Netzhautablösungen und die PVR-Prävention unter Verwendung weiterer präklinischer Krankheitsmodelle testen. Ziel dieser Arbeit soll sein, die nächste Generation von Polymeren mit gezielten chemischen Modifikationen zu konstruieren, um spezifische zelluläre Verhaltensweisen hervorzurufen und alternative Anwendungen des Thermogels über die Augenheilkunde hinaus zu identifizieren.

Referenzen
1. Managing PVR in the Era of Small Gauge Surgery. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8665895/

Originalpublikation:
Parikh BH et al. A bio-functional polymer that prevents retinal scarring through modulation of NRF2 signalling pathway. Nature Communications 2022.
https://doi.org/10.1038/s41467-022-30474-6