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StartseiteForschung aktuellNeues Augenlicht19.01.2012

Neues Augenlicht

Optogenetik soll Retinitis pigmentosa heilen

Gentherapie. - Nervenzellen arbeiten im Dunkeln, bilden Kontakte miteinander und leiten blitzschnell elektrische Signale hin und her. Um die Bedeutung einzelner Nervenzellen zu erforschen nutzen Neurowissenschaftler seit wenigen Jahren ein Verfahren namens Optogenetik. Nun soll sie erprobt werden, ob dieses Verfahren auch medizinisch einsetzbar ist. Es soll Menschen helfen, die nach und nach erblinden. Weltweit etwa zwei Millionen Menschen leiden an der vererbbaren Augenkrankheit Retinitis pigmentosa.

Von Michael Lange

Retina mit Halorhodopsin (Friedrich-Miescher-Institut)
Retina mit Halorhodopsin (Friedrich-Miescher-Institut)

Retinitis pigmentosa ist eine besonders grausame Krankheit. Nach und nach verlieren die Betroffenen ihr Augenlicht. Zunächst gehen die Stäbchen der Netzhaut im Auge zu Grunde. Sie sind für das Hell-Dunkel-Sehen und das Sehen exakter Formen verantwortlich. Dann verschwinden auch die Zapfen, die für das Farbensehen zuständig sind. Hier setzt das Verfahren an, das der aus Ungarn stammende Wissenschaftler Botond Roska am Friedrich-Miescher-Institut für biomedizinische Forschung in Basel entwickelt hat.

"Wir haben uns überlegt: Wenn die Stächen weg sind, und die Zapfen ihre Funktion verlieren, dann sind die Nervenzellen im Auge noch voll funktionsfähig. Das heißt: Es ist nicht zu spät, um die verbliebenen Zellen im Auge wieder lichtempfindlich zu machen."

Die Wissenschaftler am Friedrich-Miescher-Institut in Basel schleusen Lichtsensoren aus einfachen Mikroorganismen in die Zellen der Netzhaut ein. Dadurch werden blinde Zellen wieder lichtempfindlich. Das Verfahren heißt: Optogenetik und wird von Neurowissenschaftlern neuerdings immer häufiger eingesetzt, um Nervenzellen mit Licht zu kontrollieren. So auch am Lehrstuhl für Allgemeine Zoologie und Neurobiologie der Ruhruniversität Bochum.

Die Masterstudentin Debora Laker ist hoch konzentriert. Vor ihr liegt bewegungslos eine kleine, schwarze Maus – unter Narkose.

"Ich führe gerade eine Injektion eines adeno-assoziierten Virus durch an einem Mausgehirn."

Der Kopf der Maus ist fest eingespannt. Mit einer exakt justierten Nadel spritzt die Studentin Viren von oben in das offene Mäusegehirn. Laker:

"Es ist ganz wichtig, dass der Kopf fixiert ist, weil ich mich an bestimmten Koordinaten orientiere, weil ich in eine bestimmte Gehirnregion muss, die sehr klein ist. Um die zwei Millimeter."

Die Viren transportieren ein Gen aus Mikroorganismen in die Nervenzellen. Das Gen trägt die Information für einen Lichtsensor namens Halorhodopsin. Er stammt aus salzliebenden Archaebakterien. Das Gen wird erhält einen Schalter, einen Promotor, der es einschaltet, nachdem es ins Erbgut der Nervenzellen eingebaut wurde. Die Nervenzelle produziert dann den Lichtsensor. Nun lassen sich die Zellen mit Licht ein- und ausschalten. Innerhalb von Millisekunden. Dieses Prinzip nutzt auch Botond Roska, um geschädigte Zellen im Auge wieder lichtempfindlich zu machen.

"Eine optogenetische Behandlung besteht aus zwei Teilen. Zum einen braucht man einen Lichtsensor, der die Zellen zu Lichtempfängern macht. Und zweitens muss man die richtigen Zellen erreichen. Über die Zellen der Netzhaut im Auge wissen wir genug und können deshalb die richtigen Zellen ansteuern und eine Therapie entwickeln."

Gemeinsam mit Ärzten einer renommierten Pariser Augenklinik konnte Botond Roska bereits Erfolge im Tierversuch und in Zellkulturen mit menschlichen Zellen präsentieren.

"Wir haben gezeigt, dass wir einen optogenetischen Sensor in bestimmte Zellen der Netzhaut bringen können – in menschlichen Zellkulturen und bei von Natur aus kranken Mäusen. Die zuvor blinden Mäuse reagierten danach auf Licht, und ihr Gehirn konnte Lichtsignale verarbeiten. Die Mäuse zeigten tatsächlich Verhaltensweisen, die durch optische Wahrnehmung gelenkt waren."

Inzwischen haben in Paris erste Versuche mit Affen begonnen. Wenn auch sie erfolgreich verlaufen, können in zwei bis drei Jahren klinische Studien am Menschen beginnen.

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