Optogenetische Wiederherstellung
des Sehvermögens
Das Auge ist ein komplexes Organ, mit dem wir unsere Umwelt wahrnehmen und mit ihr kommunizieren können. Um Helligkeit, Kontrast, Farbe oder Bewegung als Informationen verarbeiten zu können, tritt das Licht durch die klare Hornhaut über die Linse in das Auge ein und wird in der Netzhaut aufgenommen. Dort werden sie verarbeitet und am Ende über den Sehnerv an das Gehirn weitergeleitet. Sollte dieser Weg der Informationsverarbeitung gestört oder gar unterbrochen sein, so führt dies zu Einschränkungen oder dem Verlust des Sehvermögens. Eine der Hauptursachen für solch einen Sehverlust sind degenerative Erkrankungen der Netzhaut, die derzeit nur zum Teil therapierbar aber nicht heilbar sind. So lässt sich heute eine feuchte altersbedingte Makuladegeneration (AMD) durch eine regelmäßige Medikamenteneingabe in den Glaskörperraum zwar stoppen, es verbleibt dennoch oft eine Einschränkung des Lesevermögens. Die trockene Spätform der AMD verläuft zwar langsamer, führt aber bei Ausdehnung unter das Sehzentrum (= Fovea) zu einer schweren Sehbehinderung und es stehen derzeit nur Therapien zur Verfügung, die das Fortschreiten etwas verlangsamen. Die Ergebnisse waren nicht ausreichend, dass eine Zulassung in der EU erfolgte. Ebenfalls mit einem fortschreitenden Verlust des Sehvermögens gehen Netzhautdystrophien einher. Eine Unterform dieser erblich bedingten Netzhauterkrankungen ist die Retinitis pigmentosa, die in den äußeren Netzhautanteilen beginnt und zu einer röhrenförmigen Einschränkung des peripheren Gesichtsfelds führt und im Spätstadium einen vollständigen Verlust Sehvermögens verursachen kann. Die beschriebenen Netzhauterkrankungen bedingen ein fortschreitendes Absterben der Sinneszellen (Photorezeptoren) des Auges. Die in der Reizweiterleitung dahinter geschalteten Zellen überleben im Idealfall länger und bieten an dieser Stelle eine Möglichkeit für einen neuartigen Therapieansatz.
Sowohl elektrische Netzhautprothesen als auch optogenetische Ansätze zielen darauf ab, bei einer Degeneration der äußeren Netzhaut überlebende Zellen in den inneren Netzhautschichten zu aktivieren, um bei blinden Patienten die Sehfähigkeit wiederherzustellen. Für die Umsetzung dieser Behandlungsansätze sind Kameras erforderlich, die in eine Brille integriert werden und die die visuelle Szene in ein Stimulationsmuster umwandeln.
Bei elektrischen Netzhautimplantaten ist die Auflösung des wahrgenommenen Bildes durch die Ausbreitung der neuronalen Aktivierung von jeder Elektrode und den Elektrodenabstand begrenzt. Diese kommerziellen Geräte können nur grobe visuelle Wahrnehmungen wiederherstellen und können nur einen kleinen Teil der Netzhaut erreichen.
Bei optogenetischen Ansätzen hingegen werden Nervenzellen in der Netzhaut durch die Expression von Opsinen in Lichtdetektoren umgewandelt. So können diese eigentlich nicht lichtempfindlichen Zellen auch dann aktiviert werden, wenn die vorgeschalteten Photorezeptoren nicht mehr funktionieren. Aufbauend auf unserem Fachwissen sollen hierfür neuartige empfindliche Opsine mit dem Ziel entwickelt werden, um eine verbesserte Wiederherstellung des Sehvermögens zu erreichen.
