Neue Sicht für erblindete Mäuse

Die transplantierten Sehzellen (rot) sind mit den Nervenzellen der Retina (grün) verwachsen (Foto: Mandai et al./Stem Cell Reports)

Verliert ein Mensch sein Augenlicht wegen einer Makuladegeneration oder der Netzhauterkrankung Retinitis pigmentosa, gibt es bisher keine Heilung. Er bleibt blind. Jetzt jedoch weckt ein Experiment mit Mäusen vorsichtige Hoffnung: Japanischen Forschern ist es gelungen, Mäusen mit zerstörter Netzhaut zumindest ein rudimentäres Hell-Dunkel-Sehen wiederzugeben. Sie erreichten dies mit Stammzellen, aus denen sie Netzhautgewebe züchteten. Dieses pflanzten sie den Mäusen ins Auge ein.

Netzhaut-Erkrankungen wie die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) oder die Retinitis pigmentosa sind heute die häufigsten Ursachen für eine Erblindung bei älteren Menschen. In Deutschland sind von einer AMD rund zwei Millionen Menschen betroffen, nach Angaben des Berufsverbands der Augenärzte leiden rund 20 Prozent der über-65-Jähringen an einer Frühform dieser Krankheit. Bei dieser Netzhauterkrankung gehen die lichtempfindlichen Zellen der äußeren Retinaschicht zugrunde. Als Folge nimmt, beginnend mit der Stelle des schärfsten Sehens, die Sehfähigkeit ab, bis das gesamte zentrale Sehfeld erblindet ist. Zwar lässt sich das Fortschreiten der Krankheit in manchen Fällen verlangsamen, eine Heilung aber gibt es bisher nicht. Um dies zu ändern, suchen Wissenschaftler schon seit längerem nach Möglichkeiten, die zerstörten Netzhautzellen durch Stammzellen zu ersetzen – und so die Retina wieder zu regenerieren. Bisher jedoch blieb unklar, ob solche Transplantate überhaupt anwachsen und tatsächlich das Augenlicht wiederherstellen können. "Bisher konnte noch niemand eindeutig belegen, dass transplantierte, aus Stammzellen entwickelte Retinazellen tatsächlich auf Licht reagieren", sagt Erstautorin Michiko Mandai vom RIKEN-Forschungszentrum in Kobe.

Netzhautgewebe transplantiert

Genau dies jedoch könnte den japanischen Forschern nun gelungen sein. Für ihre Studie hatten sie zunächst Mäusen Hautzellen entnommen und diese durch eine spezielle Behandlung in pluripotente Stammzellen zurückverwandelt. Aus diesen Stammzellen züchteten die Wissenschaftler kleine Stücke des äußeren Netzhautgewebes – der Schicht, in der die lichtempfindlichen Sehzellen sitzen und die bei AMD zugrunde geht. Diese Gewebestücke pflanzten sie Mäusen ein, deren äußere Netzhaut bereits vollkommen zerstört war – sie waren dadurch erblindet. "Unserer Frage war, ob das transplantierte Gewebe auf Licht reagiert und Signale an die nachgeschalteten Neuronen in der Netzhaut der Mäuse weitergibt – im Speziellen an die retinalen Ganglienzellen, die dann die Signale ans Gehirn weitergeben", erklären Mandai und ihre Kollegen. Um das herauszufinden, untersuchten die Forscher zum einen die Zellstruktur und Entwicklung der "geflickten" Netzhaut. Zum anderen testeten sie, ob die Mäuse nach der Behandlung auf Licht als Warnsignal reagierten.

Das Ergebnis: "Wir haben die Bildung von Synapsen zwischen dem transplantierten Gewebe und der restlichen Netzhaut auf direkte und bestätigte Weise nachgewiesen", sagt Mandai. Ihre Analysen der Gewebestruktur deuten demnach darauf hin, dass das Transplantat angewachsen und funktionsfähig ist. "Unsere Daten stützen die Annahme, dass das Lichtsignal vom eingepflanzten Gewebe zu den Zellen übermittelt wurde, die die Signale ans Gehirn senden", so die Forscherin. Auch die Verhaltenstests mit den behandelten Mäusen sprechen für eine zumindest in Teilen erfolgreiche Transplantation, wie die Forscher berichten: Während unbehandelte Tiere keine eindeutige Reaktion auf warnende Lichtsignale zeigten, lernte die Hälfte der behandelten Mäuse schnell, einem drohenden Elektroschock auszuweichen, indem sie den beleuchteten Bereich des Käfigs mieden. "Eine Reaktion auf Licht ist noch nicht das Gleiche wie 'Sehen"", kommentiert Gerd Kempermann vom DFG-Forschungszentrum für regenerative Therapien in Dresden die Studie. "Aber für Patienten wäre auch das schon mitunter ein Gewinn."

Auf den Menschen übertragbar?

Die entscheidende Frage ist nun jedoch, ob diese Ergebnisse bei Mäusen auf den Menschen übertragbar sind. Nach Ansicht der RIKEN-Forscher steht ihre Arbeit zwar noch am Anfang, sie sehen aber gute Chancen für eine künftige Anwendung der Transplantation auch beim Menschen. "Unsere Studie liefert den Beweis, dass das Prinzip der Transplantation von aus Stammzellen gezüchteten Netzhautgeweben funktioniert", sagt Seniorautor Masayo Takahashi.  Ähnlich sieht es auch Marius Ader vom DFG-Forschungszentrum für regenerative Therapien: "Die Studie stellt einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung der Netzhautersatz-Therapie dar", kommentiert der Retina-Spezialist. Etwas skeptischer vor allem in Bezug auf die Übertragbarkeit ist Günther Zeck von der Universität Tübingen. Er räumt zwar ein, dass die Forscher ein durchaus bemerkenswertes Ergebnis erzielt haben, betont jedoch: " Es bleiben einige Fragen offen. So ist es meines Erachtens nach vollkommen offen, inwieweit die angewandte Technik auf eine Primaten-Retina übertragbar ist."

Das sollen nun weitere Versuche zeigen: Als nächsten Schritt wollen die RIKEN-Forscher menschliche Stammzellen in Netzhautgewebe umwandeln und prüfen, ob dieses bei einer Transplantation in ein Tierauge ebenfalls wieder eine Lichtwahrnehmung erlaubt. "Wir wollen nach solchen zusätzlichen Tierversuchen auch erste Studien am Menschen beginnen und hoffen, dass wir auch bei Patienten mit AMD oder Retinitis pigmentosa ähnlich positive Effekte sehen." Ob dieser Ansatz in Zukunft tatsächlich erblindeten Menschen das Augenlicht wiedergeben kann, muss sich daher erst noch zeigen.

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