Retinitis pigmentosa und AMD: Ziapin2 reaktiviert Netzhautfunktion in präklinischen Modellen

Ein multidisziplinäres italienisches Forscherteam hat die Wirksamkeit des Ziapin2-Moleküls als vielversprechendes neues Instrument zur Bekämpfung von Retinitis pigmentosa und Altersbedingter Makuladegeneration (AMD) nachgewiesen.

Derzeit gibt es keine wirksamen Behandlungen zur Wiederherstellung des Sehvermögens bei Retinitis pigmentosa und AMD. Bisher von der Wissenschaft angewandte Methoden, die auf der Substitution des Prozesses der Phototransduktion der geschädigten Photorezeptoren beruhen, wie die Optogenetik und Netzhautprothesen, hätten lediglich zu Teilergebnissen bei der Wiederherstellung des Sehvermögens geführt. Hier vor allem aufgrund der undeutlichen Aktivierung der Netzhautneuronen, unabhängig von der Trennung der visuellen Informationen über Hell und Dunkel in den ON- und OFF-Kanälen, wie die Autoren berichten.

Ziapin2 stellt lichtinduziertes Verhalten und Sehschärfe wieder her

Die von der Telethon-Stiftung unterstützte Studie zeigt, dass das Molekül Ziapin2 durch eine lichtabhängige Veränderung der elektrischen Eigenschaften der Neuronenmembran in der Lage ist, die durch Lichtreize in der Netzhaut ausgelösten ON-, OFF- und ON-OFF-Reaktionen in präklinischen Modellen der Retinitis pigmentosa wiederherzustellen. Das führe zu einer Reaktivierung mehrerer Antworttypen, die typischerweise in gesunden Netzhäuten vorhanden seien.

Darüber hinaus habe Ziapin2 bei der intravitrealen Injektion in präklinischen Modellen der Retinitis pigmentosa bei vollständiger Erblindung, lichtinduziertes Verhalten und die Sehschärfe wieder herstellen können. Hierbei habe die Wirkung zwei Wochen lang angehalten und alle Biokompatibilitätstests wurden bestanden. Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.

Das Ziapin2-Molekül wurde erstmals im Jahr 2020 von Chiara Bertarelli, Guglielmo Lanzani und Fabio Lanzani patentiert und in der Zeitschrift Nature Nanotechnology vorgestellt. Es handelt sich um einen Phototransducer, der Licht absorbiert und in ein elektrisches Signal umwandelt. Indem es in die Neuronenmembran eindringt, moduliert Ziapin2 die Erregbarkeit der Neuronen in Abhängigkeit vom Licht. Hierbei wirke es ausschließlich auf die passiven Eigenschaften der Membran ein, ohne Ionenkanäle oder Neurotransmitterrezeptoren zu beeinträchtigen.

Ziapin2 wirkt auf nichtdegenerierte Neuronen in der Netzhaut

In ihrer letzten Studie konnte die Forschungsgruppe vom Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) zum ersten Mal nachweisen, dass Ziapin2 in ähnlicher Weise auch auf Neuronen in der inneren Netzhaut wirkt, die nicht degeneriert sind. Hier arbeite das Molekül insbesondere auf der Ebene der Bipolarzellen, wo die Hell-Dunkel-Information in verschiedene Ein- und Ausschaltkanäle unterteilt und dann von den Ganglienzellen über den Sehnerv an das Gehirn weitergeleitet wird.

Den Wissenschaftlern zufolge bestätigt diese Forschung die Wirksamkeit des Moleküls in einem In-vivo-Kontext und ebnet den Weg für mögliche Entwicklungen im Hinblick auf zukünftige klinische Anwendungen. „Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass das Ziapin2-Molekül äußerst vielversprechend für die Wiederherstellung der visuellen Reaktion bei Degeneration der Photorezeptoren ist“, erklärte Fabio Benfenati, Koordinator des Zentrums für synaptische Neurowissenschaften und Technologie am IIT und Forscher am Instituto di Recuvero e Curo a Carratere Scientifico (IRCSS) San Martino Hospital in Genua, Italien. „Wir konnten zeigen, dass Ziapin2 den physiologischen Antagonismus zwischen den ON-Neuronen der Netzhaut, die die Anwesenheit von Licht signalisieren, und den OFF-Neuronen, die die Abwesenheit von Licht signalisieren, auf der Ebene der bipolaren Zellen der Netzhaut wiederherstellen kann. Die Wiederherstellung der differenzierten Aktivität ist grundlegend für die komplexe Reaktion der Netzhaut auf Lichtstimulation, die ein natürlicheres Sehen ermöglicht.“

„In präklinischen Modellen der Retinitis pigmentosa stellte Ziapin2 die Reaktion auf Licht und Kontrast bis zu zwei Wochen nach einer einzigen intravitrealen Injektion wieder her, ohne toxische oder entzündliche Wirkungen“, schloss Stefano Di Marco, Forscher am IIT und derzeit Professor an der Universität in Genua. „Dieser innovative Ansatz könnte einen Wendepunkt bei der Wiederherstellung des Sehvermögens im Bereich der degenerativen Netzhauterkrankungen darstellen“.

„Ziapin2 erweist sich als ein Schlüsselmolekül, das ausschließlich auf die passiven Eigenschaften der Membran wirkt“, erklärt Chiara Bertarelli, Professorin am Politecnico di Milano. „Diese Studie unterstreicht seine In-vivo-Wirksamkeit und sein Anwendungspotenzial.“