Optikusneuropathien: Ansatz zur Wiederherstellung des Sehvermögens gezeigt

Forschende der Johns Hopkins Medicine, USA, zeigen, dass die gezielte Störung der inneren Begrenzungsmembran im Auge das Sehvermögen bei Sehnervschäden möglicherweise wiederherstellen kann.

Ein Bericht über die von den National Institutes of Health, USA, finanzierten Experimente mit Tieren, Stammzellen und gespendetem Augengewebe wurde in der Fachzeitschrift „Science Translational Medicine“ veröffentlicht. Er legt nahe, dass die Veränderung oder Entfernung der inneren Begrenzungsmembran dazu beitragen könnte, dass transplantierte Netzhautganglienzellen (RGCs) bei Menschen mit zu Erblindung führenden Optikusneuropathien überleben und wachsen.

Gezüchtete hRGCs sterben bei Transplantation meist ab

Optikusneuropathien treten auf, wenn Netzhautganglienzellen aufgrund von Krankheit, Entzündung oder Verletzung absterben. Sie leiten dann keine elektrischen Signale mehr an das Gehirn weiter. Häufige Ursachen für Sehnervschäden sind Glaukom, eine Entzündung des Sehnervs und die ischämische Optikusneuropathie.

Gesunde, funktionsfähige menschliche RGCs können im Labor gezüchtet werden. Die meisten sterben jedoch bei der Transplantation ab, erklärt der leitende Forscher und korrespondierender Autor Thomas Vincent Johnson III, M.D., Ph.D. Er ist Shelley- und Allan-Holt-Rising-Professor für Augenheilkunde am Johns Hopkins Wilmer Eye Institute.

„Selbst wenn die retinalen Ganglienzellen überleben, verbleiben sie an der Oberfläche der Netzhaut und wandern nicht in das Gewebe ein oder bilden die Verbindungen zu anderen Nervenzellen, die für die Wahrnehmung von Licht notwendig sind“, so Johnson.

Innere Begrenzungsmembran für Transplantatversagen ursächlich

Forscher auf dem Gebiet der Sehwiederherstellung spekulieren schon länger, dass die innere Begrenzungsmembran möglicherweise Transplantationsversagen verursacht. Das Fehlen solider Beweise in lebenden Organismen hat jedoch verhindert, dass andere mögliche Ursachen ausgeschlossen werden konnten.

Ausgehend von immunsupprimierten Nagetieren injizierten die Forscher im Labor gezüchtete humane RGCs (hRGCs) in den Glaskörper von Mäusen mit einer angeborenen Genmutation. Diese Mutation führte zur Bildung einer unvollständigen, lückenhaften inneren Begrenzungsmembran. Zudem injizierten die Wissenschaftler hRGCs in eine zweite Gruppe von Mäusen. Diese wurde mit einer Enzymlösung behandelt. Es ist bekannt, dass die Lösung die Membran teilweise abbaut, ohne das Auge zu schädigen. Zu guter Letzt behandelten sie eine dritte Kontrollgruppe von Mäusen mit einer inaktiven sterilen Lösung.

Störung der inneren Begrenzungsmembran führt zu Transplantatüberleben

Nach zwei Wochen beobachteten die Forschenden ein Transplantatüberleben bei 95 Prozent der Augen (45/50) mit dem angeborenen Strukturdefekt und bei 80 Prozent der enzymatisch aufgebrochenen Augen (32/40). In der Kontrollgruppe stellten sie bei 75 Prozent der Augen (12/16) ein Transplantatüberleben fest.

Anschließend verfolgten die Forscher, wo sich die überlebenden hRGCs in den Mäusen ansiedelten und wuchsen. Dabei fanden sie heraus, dass ein deutlich höherer Prozentsatz die Netzhautganglienzellschicht bei mutierten oder mit dem Enzym behandelten Mäusen erreichte.

Anhand von 3D-Aufnahmen der gewanderten Zellen stellten die Forscher fest, dass 2 Prozent ± 0,6 Prozent der überlebenden Zellen in enzymbehandelten beziehungsweise 7,1 Prozent ± 1,6 Prozent der überlebenden Zellen in mutierten Augen zu Dendriten heranreiften. Im Gegensatz dazu traten Migration und Reifung nur bei 0,01 Prozent ± 0,01 Prozent der überlebenden hRGCs der Kontrollgruppe auf.

Chirurgisches Verfahren für die RGC-Transplantation zur Wiederherstellung des Sehvermögens bei Optikusneuropathien

Ähnliche Experimente an größeren Augen und gespendetem Augengewebe bestätigten die Ergebnisse der Gruppe. Sie lieferten den Nachweis, dass die innere Begrenzungsmembran tatsächlich ein strukturelles Hindernis für den Neuronenersatz darstellt, so die Forscher.

Darüber hinaus entwickelten die Wissenschaftler ein chirurgisches Verfahren für die RGC-Transplantation, das in klinischen Studien eingesetzt werden könnte. Sie trieben damit potenzielle Methoden zur Wiederherstellung des Sehvermögens bei Menschen mit Optikusneuropathie voran.

Die Ergebnisse der Studie sind vielversprechend, wie Johnson btont. Dennoch seien weitere Arbeiten erforderlich, bevor ihre experimentellen Erkenntnisse auf Menschen übertragen werden können.

„Wir wissen, dass unsere Methoden wirksam sind, aber wir wissen nicht, ob die vollständige Entfernung der inneren Begrenzungsmembran den retinalen Ganglienzellen langfristig hilft oder schadet“, erörtert Johnson. „Es wird wahrscheinlich mehrere Jahre dauern, bis unsere Erkenntnisse als experimentelle Therapie zur Verfügung stehen, aber die von uns entwickelten Methoden werden die weitere Entwicklung auf diesem Gebiet vorantreiben.“

(sas/BIERMANN)