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Blindheit bei Mäusen heilen
Laut neuer Forschung können Viren lichtempfindliche Proteine an bestimmte Zellen in der Netzhaut von blinden Mäusen liefern, die rudimentäres Sehen ermöglichen. Obwohl frühere Studien gezeigt haben, dass die lichtempfindlichen Proteine nützlich sein können, waren die Verabreichungsmethoden für den Menschen nicht praktikabel. Die Methode der viralen Übertragung ähnelt derjenigen, die bereits in der Gentherapie beim Menschen verwendet wird.
Transformierender Blick: Die Abgabe eines lichtempfindlichen Proteins (grün hervorgehoben) an bestimmte Zellen in der Netzhaut (rot hervorgehoben) einer blinden Maus macht diese Zellen lichtempfindlich und stellt ein gewisses Sehvermögen wieder her. (Andere Netzhautzellen erscheinen in Blau.)
Die neuen lichtempfindlichen Proteine waren für die Dauer der Studie, etwa 10 Monate, aktiv, was darauf hindeutet, dass die Behandlung langfristig wirken würde. Außerdem erschien die Therapie sicher; die aus Algen gewonnenen Proteine blieben im Auge und lösten keine Entzündungen aus.
Meiner Meinung nach ist der größte Fortschritt in diesem Papier die Verwendung viraler Übertragungstechniken, die gleichen Übertragungstechniken, die verwendet werden müssten, wenn die Technik in die menschliche Behandlung übergehen sollte, sagt Thomas Münch , ein Forscher an der Universität Tübingen, der nicht an der Studie beteiligt war, aber ähnliche Forschungen durchgeführt hat. Neuere Gentherapiestudien, bei denen ähnliche Viren verwendet wurden, um verschiedene Proteine zu liefern, haben einen vorläufigen Erfolg bei der Behandlung einer seltenen genetischen Form der Blindheit bei Patienten gezeigt. Der aktuelle Ansatz könnte jedoch auf eine viel breitere Gruppe von Menschen angewendet werden, da er Licht wiederherstellen könnte. Empfindlichkeit der Netzhaut unabhängig von der Ursache der Degeneration.
Um das Sehvermögen wiederherzustellen, Alan Horseger , ein Forscher an der University of Southern California, und seine Mitarbeiter nutzten die Optogenetik , eine Art Gentechnik, die Neuronen lichtempfindlich macht. Sie verwendeten ein speziell entwickeltes Virus, um zahlreiche Kopien des Gens, das ein Protein namens Channelrhodopsin herstellt, ins Auge zu bringen. Das Protein bildet einen Kanal, der auf der Zellmembran sitzt und sich bei Lichteinfall öffnet. Positiv geladene Ionen strömen dann in die Zelle und lösen eine elektrische Nachricht aus, die an andere Zellen in der Netzhaut übertragen wird.
Das Gen wurde so modifiziert, dass es nur in bestimmten Netzhautzellen, sogenannten Bipolarzellen, aktiv wurde. In einem gesunden Auge werden diese Zellen aktiviert, wenn benachbarte Photorezeptorzellen Licht wahrnehmen. Die Forscher hoffen, dass die veränderten Zellen in der Lage sein könnten, abgestorbene Photorezeptoren zu ersetzen, wenn die Bipolarzellen in einem Auge mit degenerativen Netzhauterkrankungen wie Retinitis pigmentosa oder Makuladegeneration direkt auf Licht reagieren. Horseager war Mitbegründer eines Startups namens Eos Neurowissenschaften , zusammen mit dem MIT-Neurowissenschaftler Ed Boyden, um den Ansatz zu kommerzialisieren.
Der optogenetische Ansatz ähnelt konzeptionell der Netzhautprothese, bei der implantierte Elektroden die Netzhaut als Reaktion auf das von einer Kamera aufgenommene Licht stimulieren. (Ein solches Gerät wurde kürzlich für den klinischen Einsatz in Europa zugelassen.) Forscher sagen jedoch, dass die Wiederherstellung der Lichtempfindlichkeit einzelner Netzhautzellen ein feineres Sehvermögen ermöglichen sollte als direkte elektrische Stimulation, die viele Zellen gleichzeitig aktiviert. Obwohl die Netzhaut ein ziemlich dünnes und kleines Stück Hirngewebe ist, ist sie äußerst komplex, sagt Horsager. Wenn wir mit Gewebe interagieren, wollen wir dies schaltungsspezifisch und präzise tun.
In einem Wasserlabyrinth-Test, bei dem die richtige Schwimmrichtung mit Licht beleuchtet wurde, fanden die behandelten Tiere den Fluchtweg viel schneller als ihre unbehandelten Artgenossen. Bei sehr hellem Licht schnitten sie fast genauso gut ab wie normale Mäuse. Die Recherche war online veröffentlicht letzte Woche im Journal Molekulare Therapie .
Obwohl die Ergebnisse vielversprechend sind, ist noch nicht klar, in welcher Auflösung die Tiere sehen können. Die Aufgabe erfordert eher eine allgemeine Lichtsensorik als eine feinkörnige Detektion. Horsager sagt voraus, dass ein menschlicher Patient, der eine ähnliche Behandlung erhält, in der Lage sein würde, im Freien zu gehen und hoffentlich Licht zu spüren und sich in der Umgebung zu einem gewissen Grad zurechtzufinden.
Die Forscher planen, an der Therapie weiter zu basteln, bevor sie in klinische Studien einsteigen. Sie erforschen andere Proteine, die für eine höhere Lichtempfindlichkeit sorgen könnten, sowie Proteine, die die Aktivität einer anderen Untergruppe von Zellen in der Netzhaut ausschalten würden. Die Fähigkeit, einige Zellen als Reaktion auf Licht ein- und andere auszuschalten, würde theoretisch eine Reaktion inszenieren, die eher der der normal funktionierenden Netzhaut ähnelt. Da Lichtsignale in den Netzhautkreisen einer erheblichen Verarbeitung unterzogen werden, bevor sie an das Gehirn weitergeleitet werden, ist das resultierende Sehvermögen wahrscheinlich umso besser, je genauer Wissenschaftler die Aktivität in der intakten Netzhaut nachahmen können.