Mit Stammzellen gegen das Erblinden

Degenerative Augenkrankheiten wie die Makuladegeneration oder die Retinitis Pigmentosa könnten in den nächsten Jahren mit Hilfe menschlicher Stammzellen geheilt werden. Forscher an der University of Washington in Seattle arbeiten daran, daraus Netzhautzellen zu bilden, die dann durch die Erkrankung abgestorbene Zellen ersetzen könnten.

Erste Erfolge gibt es bereits: So werden aus embryonalen Stammzellen bereits jetzt verlässliche Netzhautvorläuferzellen. In einem nächsten Schritt sollen diese Zellen nun blinden Versuchstieren implantiert werden, um zu prüfen, ob sich das Sehvermögen tatsächlich wieder herstellen lässt.

"Diese Studie ist ein erster Schritt in Richtung einer Netzhautrekonstruktion", meint Stephen Rose, Wissenschaftschef bei der "Foundation Fighting Blindness", einer US-Stiftung, die die Erforschung von Augenkrankheiten unterstützt.

Die Netzhaut oder auch Retina ist eine Schicht aus Zellen, die im hinteren Teil des Auges liegt. Sie enthält spezielle Nervenzellen, die so genannten Sehzellen. Diese wandeln zusammen mit den Netzhaut-Ganglienzellen Licht in elektrische Impulse um, die dann an das Gehirn weitergegeben werden. Bei der altersbedingten Makuladegeneration oder der erblichen Retinitis Pigmentosa sterben die Sehzellen nach und nach ab, was den Sehbereich immer weiter einengt.

Der Entwicklungsbiologe Thomas Reh, der die Untersuchung an der University of Washington leitete, will genau diese Krankheiten mit einer Stammzelltherapie angehen. "Wenn wir diese Sehzellen ersetzen könnten, ließe sich das Augenlicht vielleicht wiederherstellen."

Versuche, Zellen in das Auge zu transplantieren, werden bereits seit Jahrzehnten unternommen. Im Tiermodell gab es bei Zellen aus Föten und anderen Quellen bereits einzelne Erfolge. Beim Menschen aber bislang so gut wie nicht - auch, weil es kaum Zellen für Experimente gibt. "Es wäre schon toll, wenn man eine sprudelnde Quelle solcher Zellen hätte, die man dann einfach nur ins Auge spritzt", meint Raymond Lund, Experte für die Biologie der Netzhautzellen an der Oregon Health and Science University in Portland.

Wenn es gelingen würde, große Mengen von Netzhautzellen aus Stammzellen zu gewinnen, ließe sich das Versorgungsproblem wohl tatsächlich lösen. Diese Gewinnung aus menschlichen Zellen ist jedoch keinesfalls leicht: Für jedes zu erzeugende Gewebe braucht es ein spezielles Rezept. Auch lassen sich nur bestimmte Zellen leicht erzeugen.

Reh und sein Team setzten daher auf Signale, die auch bei der normalen Augenentwicklung vorkommen, um eine spezielle Mischung aus "Zutaten" zusammenzustellen, die dann tatsächlich die Netzhautzellbildung anregen. Der Schlüssel seien insgesamt drei Proteine, so genannte Wachstumsfaktoren, die mit der Entwicklung von Kopf und Auge zu tun haben.

Laut der Studie, die in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" veröffentlicht wurde, lassen sich so bereits Netzhautvorläuferzellen verlässlich bilden. Aus diesen werden dann beliebige Netzhautzellen gebildet - Sehzellen, Ganglienzellen und weitere. Vorläufige Versuchsergebnisse zeigen zumindest in der Laborschale und im Tiermodell, dass so gebildete Zellen sich in Richtung der verschiedenen Netzhautschichten bewegen und dort Proteine ausschütten, die auch die bestehenden Zellen erkennen - unter anderem auch Sehzellen. Außerdem arbeitet das Team um Reh an einer Methode, Sehzellen gleich im Labor aus Vorläuferzellen zu erzeugen.

Die Forscher wissen noch nicht, ob sich die neuen Zellen tatsächlich in die komplexen Abläufe im Auge integrieren lassen, um das Sehvermögen wieder herzustellen. Doch erste Ergebnisse stimmen hoffnungsfroh. So drücken die transplantierten Zellen viele der Proteine aus, die zur Reaktion auf Lichtreize gebraucht werden und bilden in der Laborschale Nervenverbindungen zu anderen Netzhautzellen aus.

Der wirkliche Prüfstein steht aber noch an: Die Transplantierung der Zellen in die Augen blinder Tiere. "Wir sollten innerhalb des nächsten Jahres wissen, ob sich so tatsächlich wieder ein Sehvermögen herstellen lässt", meint Studienleiter Reh.

Auch andere Wissenschaftler arbeiten an Stammzelltherapien für die Netzhaut. Die kalifornische Biotech-Firma Advanced Cell Technology (ACT) hat eine Methode entwickelt, embryonale Stammzellen in retinale Pigmentepithel zu verwandeln, die ebenfalls bei der Makuladegeneration verloren gehen.

Werden diese Pigmentepithel im Tiermodell ins Auge implantiert, schützen sie vor einer weiteren Degeneration der Sehzellen und verbessern die Sicht, so ACT-Forschungs-Vizepräsident Robert Lanza. Sein Unternehmen wolle nun bei der US-Gesundheitsaufsicht eine Erlaubnis für erste Versuche am Menschen einholen, mit denen dann ab Ende nächsten Jahres begonnen werden kann.

Experten halten die Arbeiten an der University of Washington und bei ACT für ein lange überfälliges Signal, dass es auch in diesem Forschungsbereich zu Fortschritten kommt. Eingeschränkte Erfolge gab es bislang nur bei der Transplantation von Netzhautzellen bei Tierföten; ein kleiner klinischer Test hierzu läuft derzeit. "Doch die Verwendung der Zellen von Föten bringt viele Unsicherheiten und auch ethische Probleme", meint Netzhaut-Spezialist Lund. Außerdem könne es zur Übertragung unnötiger Stoffe kommen.

Stammzellen gelten als wesentlich verlässlichere Zellquelle. "Ich denke, dass man entsprechende Therapien in den nächsten paar Jahren in größerer Vielfalt sehen wird", meint Lund.

Arbeit gibt es allerdings noch genug: So muss sich erst noch herausstellen, ob es besser ist, Zellen in weniger festgelegten Stadien zu transplantieren oder gleich ausgebildete Zellen zu verwenden. Reh und sein Team wollen beides testen.

Die Bekämpfung von Augenkrankheiten könnte auch deshalb eine erste gelungene Anwendung der Stammzelltherapie sein, weil die Forscher genau wissen, welche Zellen sie ersetzen müssen. "Wir lesen ja überall, dass Embryonalzellen jede Art von Krankheit heilen könnten. In diesem Fall arbeiten wir aber genau an einer - es soll gezeigt werden, dass die Stammzellen ganz bestimmte Funktionen bei Augenkrankheiten übernehmen können."

Übersetzung: Ben Schwan. (nbo)