Gentherapie macht Blinde wieder sehend
Photorezeptoren dank neuer Drei-Komponenten-Methode für Nahinfrarotlicht sensibilisiert
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Labormaus: Gentherapie rettet das Sehvermögern (Foto: pixabay.com, Free-Photos) |
Göttingen/Basel (pte012/05.06.2020/10:30) Forscher des Instituts für Molekulare und Klinische Ophthalmologie Basel (IOB) http://iob.ch haben mit Kollegen des Deutschen Primatenzentrums (DPZ) http://dpz.eu degenerierte Photorezeptoren durch Nahinfrarotlicht aktiviert und damit einen Sehverlust umgekehrt. Mittels Gentherapie wurde die Lichtempfindlichkeit der degenerierten Netzhaut demnach wiederhergestellt. Details wurden in "Science" publiziert.
Die Experten haben sich bei ihrer Arbeit von Fledermäusen und Schlangen inspirieren lassen, die das vom Körper ihrer Beutetiere ausgesandte Nahinfrarotlicht wahrnehmen können. Dies geschieht durch den Einsatz wärmeempfindlicher Ionenkanäle, die die Wärme des Nahinfrarotlichts empfangen können, wodurch die Tiere thermische und visuelle Bilder im Gehirn wahrnehmen und so präziser auf ihre Umgebung reagieren.
Erfolge bei Augen von Mäusen
Um die Photorezeptoren für das Nahinfrarotlicht zu sensibilisieren, haben die Forscher ein Drei-Komponenten-System entwickelt. Die erste beinhaltet eine genetisch konstruierte DNA, die dafür sorgt, dass das für den wärmeempfindlichen Kanal kodierende Gen nur in den Photorezeptoren exprimiert wird. Die zweite ist ein Gold-Nanorod, ein Partikel, der das Nahinfrarotlicht aufnimmt. Die dritte ist ein Antikörper, der für eine starke Bindung zwischen dem wärmeempfindlichen Kanal in den Photorezeptoren und den Gold-Nanorods sorgt.
Getestet wurde das System zunächst an gentechnisch veränderten Mäusen, die mit vier Wochen eine Netzhautdegeneration entwickeln. Sie konnten bestätigen, dass das Nahinfrarotlicht effektiv die Photorezeptoren anregt und dieses Signal an retinale Ganglienzellen weitergeleitet wird, die die Verbindung der Netzhaut mit den höheren Sehzentren im Gehirn darstellen. Auch zeigten sie, dass die Stimulation des Mausauges mit dem Nahinfrarotlicht auch von Neuronen in einem für das bewusste Sehen wichtigen Hirnareal, dem primären visuellen Kortex, aufgenommen wird.
Menschliche Netzhäute getestet
Anhand eines speziell entwickelten Verhaltenstests konnten die Forscher belegen, dass unbehandelte, blinde Mäuse nach einer Stimulation mit Nahinfrarotlicht nicht in der Lage waren, eine einfache Aufgabe zu erlernen, während hingegen blinde Mäuse, die mit dem Drei-Komponenten-System behandelt wurden, die Aufgabe mit Nahinfrarot-Stimulation bewältigten.
In Kooperation mit der Semmelweis-Universität in Ungarn konnten die Forscher ihren neuen Ansatz an menschlichen Netzhäuten testen, die monatelang in Kulturmedium am Leben gehalten werden konnten, obwohl die Erblindung etwa einen Tag nach dem Tod einsetzt, da die Photorezeptoren ihre Fähigkeit verlieren, Licht wahrzunehmen. Die Ergebnisse zeigen, dass nach der Behandlung mit der Drei-Komponenten-Gentherapie-Methode die Sehschaltungen der menschlichen Netzhaut durch die Nahinfrarotlicht-Exposition reaktiviert werden konnten.
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