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Künstliche Netzhaut: Sehvermögen dank Algeneiweiß

Vollkommen Blinden ihren Sehsinn wiederzugeben, erschien lange unmöglich. Nun ist genau dies zumindest an Mäusen gelungen - mit Hilfe von Algen. Wissenschaftler bauten lichtempfindliche Eiweiße aus Grünalgen in Netzhautzellen von blinden Mäusen ein, mit Erfolg.

Sie waren vollkommen blind - die Labormäuse von Botond Roska besaßen keine für das Sehen wichtigen Lichtrezeptoren. Mit Hilfe von gentechnischen Methoden ist es Wissenschaftlern um Roska vom Friedrich Miescher Institut in Basel gelungen, kanalartige Eiweiße aus Grünalgen auf Mäuse zu übertragen. Das Ergebnis: Die Mäuse konnten wieder sehen, nicht vollständig, aber zumindest reagierten sie wieder auf Lichtreize und Muster. Über ihre Ergebnisse berichteten die Forscher im Fachmagazin "Nature Neuroscience".

Die Wahrnehmung von Licht erfolgt über lichtempfindliche Rezeptorzellen in der Netzhaut, einem Nervengewebe an der hinteren Innenseite des Auges. Von dort wird das Licht über sogenannte Bipolarzellen an Nervenzellen weitergeleitet, die das ankommende Licht in Nervenimpulse umwandeln und zur Verarbeitung an das Gehirn weiterleiten. Nun gibt es zwei Sorten von Bipolarzellen, die einen sind bei Licht aktiv, die anderen bei Dunkelheit. Diejenigen, die unter natürlichen Bedingungen bei Licht aktiv sind, werden als On-Zellen bezeichnet.

"Mit bisherigen Ansätzen für eine künstlich hergestellte Netzhaut wurden noch beide Typen der Bipolarzellen stimuliert", sagte Botond Roska. "In unseren Versuchen schaffen wir es, spezifisch die richtigen, die ON-Zellen anzusprechen. Man könnte das als die 'nächste Generation' der künstlichen Netzhaut bezeichnen."

Anwendung beim Menschen ist noch eine Zukunftsvision

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 zuvor blinden Mäuse reagierten nach der Behandlung 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 noch weit entfernt vom Sehvermögen normaler Mäuse, sagte Roska.

Der Verlust von Photorezeptoren in der Netzhaut tritt auch beim Menschen bei verschiedenen Erkrankungen der Augen auf. Bislang gibt es noch keine effektive Behandlungsmöglichkeit. Bis die Ergebnisse der Versuche an Mäusen auch auf Menschen übertragen werden können, werde es noch eine Weile dauern, vermutet Roska: "Wir haben gezeigt, dass das Prinzip grundsätzlich funktioniert. Die Anwendung beim Menschen liegt aber noch fünf bis zehn Jahre in der Zukunft."

Der nächste Schritt sei die Übertragung der Kanäle in menschliche Zellen in einer Zellkultur. 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.

DDP / DDP
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