Optogenetik: Grundstein für Forschungsagenda gelegt

Biologische Funktionen lassen sich mit Licht steuern. Mit diesem Mechanismus wollen die Teilnehmer des Innovationsforums Optogenetik – Technologien und Potenziale (INOTEP), das am 28. und 29. November in Hannover stattfand, auch weitreichende Fortschritte in der Medizin erzielen.

Die Forscher sind auf dem besten Weg, geschädigte Sehnerven mittels Optogenetik nachhaltig zu reaktivieren. Auch Muskeln lassen sich mit optischen Impulsen schon heute gezielt stimulieren. Welche zukünftigen Anwendungen sind noch denkbar? Beispiele von konkreten Ansätzen lieferten Sprecher aus ganz Deutschland und gaben den 70 Teilnehmern Impulse für die Generierung gänzlich neuer Ideen und Ansätze. Initiator des Forums war  das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH).

Das noch junge Forschungsfeld der Optogenetik bietet zahlreiche vielversprechende Behandlungsansätze auf der Basis von Optik und Genetik. Neben dem fachlichen Austausch fungierte das Innovationsforum als Plattform zur Gründung einer nachhaltigen Technologieallianz, die auch Akteure aus Biologie, Medizin und angrenzenden Disziplinen einschließt.

Wieder sehen dank Optogenetik
Bundesweit sind etwa 40.000 Menschen von Retinitis pigmentosa (RP) betroffen, einer degenerativen Netzhauterkrankung, bei der die Photorezeptoren im Auge irreversibel zerstört werden. Kombiniert mit speziellen Sehhilfen könnte die Optogenetik in Zukunft Abhilfe schaffen: Unter die Netzhaut injizierte Adeno-Assoziative-Viren (AAV) reaktivieren humane Photorezeptoren, wodurch lichtinduzierte Ströme wieder möglich sind. Trägt der Patient dazu eine biomimetische Sehhilfe, verstärkt diese das Licht, sodass die Signale über die Netzhaut ins Gehirn übertragen werden.

Im Zusammenspiel mit bildgebenden Verfahren lässt sich mittels Optogenetik sogar ein funktionelles Mapping neuronaler Netzwerke erstellen und visualisieren. Nervensysteme können so weiter erforscht werden.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist neben anderen die “optogenetische Muskelpumpe”. Treffen selektiv eingesetzte Lichtimpulse auf lichtempfindliche Proteine, können sie Muskelkontraktionen auslösen.
Künstliches Muskelgewebe lässt sich schon heute im Labor züchten. Die Kontraktion und Frequenz solch künstlicher Muskeln ist durch die Injektion von Kanalrhodopsinen und mit optischen Impulsen steuerbar.

Fragestellungen an Wirtschaft und Wissenschaft
„Will man diese therapeutischen Ansätze in die klinische Anwendung übertragen, bedarf es nicht nur neuer medizinischer Geräte, sondern auch weiterer Forschung“, erklärt der Sprecher des Forums, Professor Alexander Heisterkamp, Mitglied des Wissenschaftlichen Direktoriums des LZH. Hierzu gehören neuartige implantierbare Lichtquellen, die Gewebeareale ausreichend beleuchten können. Zu klären ist auch, ob Immunreaktionen stattfinden und wie man diese und andere Nebeneffekte verhindern kann. Weitere lichtsensitive Proteine und deren Funktionen sind zu erforschen und die Kontraktionskräfte von künstlichem Muskelgewebe zu steigern. Außerdem will man herausfinden, wie sich spezifische Zellen im Gehirn gezielt aktivieren lassen.

Design Thinking: Innovationen aus Kundensicht entwickeln
Neben den Fachvorträgen inspirierten die Organisatoren vom LZH die Teilnehmer mit neuen Methoden der Innovationsfindung in Workshops und Speedmeetings.
Auf www.inotep.de können sich Interessierte über die Veranstaltungsergebnisse informieren und miteinander vernetzen.

Das Innovationsforum Optogenetik wurde laut LZH vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Innovationsforen Mittelstand unterstützt. Ziel des Programms ist es, kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bei der Entwicklung zukunftsweisender Produkte und Dienstleistungen zu unterstützen.

 

Quelle: Laser Zentrum Hannover e.V.

 

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