Medizin

Stammzellen bilden primitives Auge – Linse regeneriert sich nach Katarakt-Opera­tion

Donnerstag, 10. März 2016

San Diego/Osaka – Bei Säuglingen kann sich die Linse nach einer partiellen Linsenextraktion aus den im Auge verbliebenen Stammzellen regenerieren. Das Operationsverfahren, das chinesische und amerikanische Forscher in Nature (2016; doi: 10.1038/nature17181) vorstellen, wurde bereits in einer ersten klinischen Studie an Kleinkindern erfolgreich getestet. Einer zweiten Forschergruppe aus Japan ist es gelungen, im Labor induzierte pluripotente Stammzellen zur Bildung eines primitiven Auges zu bewegen. Aus einer Schicht wurden laut dem Bericht in Nature (2016; doi:10.1038/nature17000) Zellen für eine Hornhauttransplantation gewonnen.

Die Extraktion der Linse und der Ersatz durch ein Implantat aus Acrylat oder anderen Kunststoffen ist mit 650.000 Eingriffen in Deutschland die häufigste Operation überhaupt. Die meisten Eingriffe werden bei älteren Menschen durchgeführt, wo es heute selten zu Komplikationen kommt. Anders ist die Situation bei Kindern, die aus unterschiedlichen Gründen mit einer Linsentrübung geboren werden. Der Austausch der Linse kann hier leicht zur Verletzung des umgebenden Gewebes führen, was eine erneute Linsentrübung oder sogar ein Glaukom zur Folge haben kann.

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Eine Operation, die Kang Zhang vom Shiley Eye Institute in Davis/Kalifornien zusammen mit Yizhi Liu von der Sun Yat Sen-Universität in Guangzhou (dem früheren Kanton) entwickelt hat, könnte diese Komplikationen in Zukunft vermeiden. Bei der Operation wird die Linse auf eine Weise extrahiert, die epidermale Stammzellen der Linse (LEC) im Auge auf der Oberfläche der Linsenhülle zurücklässt. Aus diesen Zellen kann sich die Linse dann von selbst regenerieren, was die Forscher zunächst an Kaninchen und an Makaken zeigen konnten. Genetisches Kennzeichen der LEC waren dabei die Expression der Gene Pax6 und Bmi1.

Die Forscher haben die Methode bereits in einer ersten klinischen Studie an 12 Kleinkindern im Alter bis zu zwei Jahren erprobt. Nach einer „minimal invasiven Kapsulorhexis“ füllte sich die leere Linsenhülle, die die Operation hinterlassen hatte, innerhalb von sechs Monaten mit einem durchsichtigen Gewebe: Quasi aus dem Nichts hatte sich eine neue funktionsfähige Linse gebildet.

Im Vergleich zu einer Kontrollgruppe von 25 Kindern gleichen Alters, denen künstliche Linsen implantiert wurden, kam es laut den Autoren zu keiner erneuten Linsentrübung und seltener zu postoperativen Entzündungen. Auch eine Erhöhung des Augeninnen­drucks blieb aus. Das Operationsverfahren könnte, sofern sich die Ergebnisse in weiteren Studien bestätigen sollten, die Behandlung der angeborenen Katarakt verändern. Die Forscher halten es übrigens nicht für ausgeschlossen, dass auch ältere Menschen noch über genügend LEC für eine Regeneration der Linse verfügen. Hierzu seien Studien geplant, heißt es in der Pressemitteilung.

Noch weiter reichende Auswirkungen könnten die Forschungsergebnisse eines Teams um Kohji Nishida von der Osaka University Graduate School of Medicine in Japan haben. Dem Ophthalmologen ist es gelungen, induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) zur Entwicklung einer Gewebescheibe aus vier konzentrischen Zellschichten zu bewegen. Das Zellgebilde stellt offenbar ein sehr frühes Stadium der Augenentwicklung nach. Nishida kann zeigen, dass die Zellen aus den vier Schichten Vorläufer der ektodermalen Augenhülle, der Linse, der Nervenzellen der Neuro-Retina und des Pigmentepithels (das die Nervenzellen der Retina ernährt) sind. 

Die Zellen der ektodermalen Schicht enthielten Zellmarker von Limbuszellen, aus denen sich die Hornhaut des Auges regeneriert. Das Nishida-Team konnte diese Zellen isolieren und zur Bildung von Hornhautgewebe bewegen. In einem ersten Tierexperiment wurden Kaninchen behandelt: Sie konnten nach einer Transplantation wieder sehen.

Sollte diese Therapie auch beim Menschen gelingen, könnte Patienten nach Hornhautverletzungen eine Alternative zur Hornhauttransplantation angeboten werden. Die iPS könnten aus Fibroblasten einer Hautprobe entnommen und dann im Labor passgenau zu einer neuen Cornea geformt werden. Die Zellen aus den anderen Schichten des primitiven Auges könnten ebenfalls Ausgangspunkt von regenerativen Therapien werden. Da die Zellen vom Patienten selber stammen, müsste nicht mit Abstoßungsreaktionen gerechnet werden. © rme/aerzteblatt.de

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