Optogenetik und Zellersatz in der Retinologie

Zusammenfassung

Für viele degenerative Netzhauterkrankungen, die progressiv zur Erblindung führen, gibt es bisher keine Therapie. In den letzten Jahren wurden einige innovative Therapien experimentell erforscht, die vielversprechend sind, da diese unabhängig von der genetischen Ursache der degenerativen Erkrankung sind. Hierzu zählt zum einen die Optogenetik, die lichtsensitive Proteine umfasst, die selektiv als Ionenkanal oder Ionenpumpe das Potenzial der behandelten Zelle steuern. Somit können diese Zellen per Licht angeregt oder inhibiert werden, quasi funktional ferngesteuert. Somit werden aus noch vorhandenen Netzhautzellen künstliche Photorezeptoren induziert, was bereits im Tierversuch erfolgreich angewandt wurde. Diese Therapie wird bereits am Patienten erprobt und führt zu einer Sehverbesserung, jedoch liegen bisher nur Daten eines Patienten vor. Optogenetische Therapien benötigen zusätzlich eine spezielle Brille, um die Lichtimpulse in adäquater Stärke und Wellenlänge für die jeweiligen Optogene anzupassen. Ein anderer spannender Ansatz ist die Zellersatztherapie von RPE(retinales Pigmentepithel)- und Photorezeptorzellen, um degeneriertes Zellmaterial auszutauschen. Dieses sieht bei RPE-Zellen in klinischen Studien sehr erfolgreich aus. Die Gewinnung von menschlichen Photorezeptorzellen aus Stammzellen ist technisch möglich, allerdings sehr aufwendig. Die Integration der transplantierten Photorezeptoren in das vorhandene Netzhautgewebe bedarf einer weiteren Optimierung zwecks breiter klinischer Anwendung. Aber beide Ansätze, Zellersatz und Optogenetik, sind vielversprechend, sodass die Translation von der Grundlagenforschung in die klinische Anwendung gelingen wird.

Abstract

For many degenerative retinal diseases that progressively lead to blindness, no treatment options are available so far. In recent years, several innovative therapies have been experimentally explored, which are promising because they are independent of the genetic cause of the degenerative disease. One of these is optogenetics, which involves light-sensitive proteins that selectively act as ion channels or ion pumps to control the potential of the treated cell. Thus, these cells can be stimulated or inhibited by light, quasi functionally remote controlled. In this way artificial photoreceptors are induced from the remaining cells, which has already been successfully employed in animal experiments. This type of treatment is already being tested on patients and leads to an improvement in vision, but so far only data from one patient are available. The use of optogenetics additionally requires special eyeglasses to adapt the light impulses in adequate strength and wavelength for the respective optogenes. Another exciting approach is cell replacement therapy of retinal pigment epithelium (RPE) and photoreceptor cells to exchange degenerated cell material. This appears to be very successful for RPE cells in clinical trials. Obtaining human photoreceptors from stem cells is technically possible, but very laborious. The integration of the transplanted photoreceptors into the host retinal tissue also needs further optimization for broader clinical applications; however, both cell replacement and optogenetics approaches are promising, so that the translation from basic research into clinical application will be successful.