Forscher haben das Sehvermögen von blinden Mäusen mit Hilfe von lichtempfindlichen Proteinen teilweise wiederhergestellt. Die ursprünglich aus Grünalgen stammenden kanalartigen Eiweiße wurden mit Hilfe gentechnischer Methoden auf Mäuse übertragen, die in ihrer Netzhaut keine Lichtrezeptoren mehr besaßen. Bei Lichteinwirkung öffneten sich diese Kanäle und gaben ein Signal an die Netzhaut weiter. Nach dieser Behandlung reagierten die Mäuse auf optische Reize und rannten beispielsweise in Deckung, wenn sie hellem Licht ausgesetzt wurden, berichten die Wissenschaftler um Botond Roska vom Friedrich-Miescher-Institut in Basel.
Die Wahrnehmung von Licht erfolgt über lichtempfindliche Rezeptor-Zellen in der Netzhaut. Von dort aus wird das Signal über sogenannte Bipolarzellen an Nervenzellen weitergeleitet, die es dann dem Gehirn vermitteln. Es gibt zwei Sorten von Bipolarzellen: Die eine Sorte ist bei Licht aktiv, die andere bei Dunkelheit. Die unter natürlichen Bedingungen bei Licht aktiven Zellen werden als ON-Zellen bezeichnet. “Mit bisherigen Ansätzen für eine künstlich hergestellte Netzhaut wurden noch beide Typen der Bipolarzellen stimuliert”, sagt Botond Roska im Gespräch mit wissenschaft.de. “In unseren Versuchen schaffen wir es, spezifisch die richtigen, die ON-Zellen anzusprechen. Man könnte das als die ‘nächste Generation’ der künstlichen Netzhaut bezeichnen”, erläutert Roska weiter.
Der genetische Bauplan zur Herstellung der lichtempfindlichen Ionenkanäle stammt aus der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii. Er wird über ein kleines DNA-Stück, Plasmid genannt, in das Auge der blinden Mäuse eingebracht. Dort werden die Kanäle spezifisch in der Membran der ON-Zellen in der Netzhaut aufgebaut. Die so behandelten Mäuse ? ursprünglich blind ? reagierten anschließend auf einfache visuelle Reize. Zum Beispiel suchten sie Deckung, wenn sie starkem Licht ausgesetzt wurden, und sie bewegten den Kopf in Richtung von Mustern, die die Forscher ihnen zeigten. Diese Wahrnehmung sei allerdings weit entfernt vom Sehen normaler Mäuse, merkt Roska an.
Der Verlust von Photorezeptoren in der Netzhaut tritt auch im Menschen bei verschiedenen Erkrankungen der Augen auf. Bislang gibt es dagegen noch keine effektive Behandlungsmöglichkeit. Bis die Ergebnisse der Versuche an Mäusen auch auf Menschen übertragen werden können, wird es noch eine Weile dauern, vermutet Roska: “Wir haben gezeigt, dass das Prinzip grundsätzlich funktioniert. Die Anwendung beim Menschen liegt aber noch 5 bis 10 Jahre in der Zukunft.”
Der nächste Schritt sei die Übertragung der Kanäle in menschliche Zellen in einer Zellkultur. “Wir planen, dafür einen bestimmten Virus als Vektor einzusetzen, den sogenannten Adeno-assoziierten Virus (AAV). Wenn das klappt, wäre es einfacher und günstiger als bisherige Konzepte für eine künstliche Netzhaut, die über eine Operation ins Auge gebracht wird.” Zudem müsste noch eine spezielle Brille entwickelt werden, die den Lichteinfall reguliert, denn die Ionenkanäle aus der Grünalge sind weniger sensitiv als die natürliche Wahrnehmung über die Augen.
Botond Roska (Friedrich-Miescher-Institut, Basel) et al.: Nature Neuroscience, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1038/nn.2117 ddp/wissenschaft.de ? Michael Böddeker
