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Medizin

Reizblase: LED-Licht in der Blase könnte Harndrang stoppen

Donnerstag, 3. Januar 2019

Dieser CT-Scan einer Ratte zeigt ein kleines Gerät, das um die Blase implantiert ist. Mit Lichtsignalen von LEDs aktiviert es Nervenzellen in der Blase. /GEREAU LAB Washington University
Dieser CT-Scan einer Ratte zeigt ein kleines Gerät, das um die Blase implantiert ist. Mit Lichtsignalen von LEDs aktiviert es Nervenzellen in der Blase. /GEREAU LAB Washington University

St. Louis/Missouri – Können Patienten mit überaktiver Blase sich künftig am Smartphone den Füllungsstand ihrer Blase anzeigen lassen und ihre Miktion kontrollieren? Die technischen Voraussetzungen wurden in Nature (2019; doi: 10.1038/s41586-018-0823-6) vorgestellt und an Ratten erfolgreich getestet.

Patienten mit Reizblase (Overactive Bladder, OAB) leiden unter häufigem Harndrang, obwohl die Blase kaum gefüllt ist. Wenn sie dem Drang nicht nachgeben, kommt es häufig zur Inkontinenz. 

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Die Störung ist meistens funktioneller Natur, da sich keine organische Ursache finden lässt. Die Behandlung sollte deshalb möglichst schonend sein.  

Ein Team um Robert Gereau von der Washington University School of Medicine in St. Louis hat eine solche Behandlung entwickelt. Der erste Bestandteil ist ein miniaturisierter Dehnungsmessstreifen, der in die Blasenwand implantiert wird und den Füllungszustand der Blase misst. Die Informationen werden über eine Elektrode an eine Basisstation weitergeleitet, die unter die Bauchhaut implantiert wird (und deren Akku drahtlos von außen aufgeladen werden kann). 

LED mit Archaerhodopsin-Gen stoppt Harndrang

Die Basisstation sendet die Informationen drahtlos (per WLAN) an ein Smartphone weiter, das den Füllungszustand der Blase anzeigt. Der Patienten kann bei einem Harndrang entscheiden, ob ein Toilettengang sinnvoll ist. Wenn nicht, kann er oder sie den Harndrang über ein Signal stoppen. Das Signal wird per WLAN an die Basisstation und von dort über die Elektrode an die Messstation in der Harnblase weiter geleitet. Die Messstation enthält eine LED-Lampe, die ein Lichtsignal abgibt, woraufhin die sensiblen Nervenzellen in der Blasenwand blockiert werden (Die notwendige Energie erhält die Messstation über die Basisstation).

Damit die Nervenzellen auf Lichtstrahlen reagieren, werden sie zuvor mit dem Gen für das Molekül Archaerhodopsin 3.0 ausgestattet, einem lichtempfindlichen Protein aus Urbakterien. Archaerhodopsin 3.0 ist ein Membrankanal, der sich bei Lichtreizen öffnet. Er stoppt dadurch die Nervenleitung, die über die Membran der Nervenzellen erfolgt. Archaerhodopsin 3.0 wird seit einigen Jahren in der Hirnforschung genutzt, um einzelne Nervenzellen zu untersuchen. Der Fachbereich heißt Optogenetik.

Das Gen wird mittels eines Herpes simplex-Virus in die Nervenzellen transportiert. Die US-Forscher haben die Therapie an Ratten erprobt. Zunächst wurden die Herpes simplex-Viren im Labor mit dem Archaerhodopsin 3.0-Gen versehen. Dann wurden die „Genfähren“ in die Blasenwand injiziert. Zuvor hatten die Forscher die Messstation (mit LED-Lampe) in die Blasenwand und die Basisstation unter die Bauchhaut implantiert. 

Closed loop entscheidet über Miktion

Die Entscheidung über die Miktion konnten die Forscher natürlich nicht der Ratte überlassen. Stattdessen wurde ein geschlossener Kreislauf („closed loop“) programmiert, der erst bei einem bestimmten Dehnungs/-Füllungsstand der Blase eine Miktion ermöglichte.

Um die Funktion der peripheren Neuromodulation zu prüfen, wurde bei den Tieren durch Injektion von Cyclophosphamid eine Blasenentzündung ausgelöst, die mit häufigen Miktionen einhergeht. Nach der Aktivierung des „closed loop“-Systems kam es zu einer Normalisierung der Miktionsfrequenz. 

Optogenetik noch nicht zugelassen

Klinische Studien sind vorerst nicht geplant. Die Forscher wollen die Behandlung zunächst an größeren Tieren erproben. Eine weitere Voraussetzung wäre eine Zulassung der Optogenetik. Sie hat sich in den letzten Jahren zu einem wichtigen Instrument in der Hirnforschung entwickelt, darf am Menschen jedoch derzeit nicht eingesetzt werden.

Optogenetik: Licht an, Krankheit geheilt?

Hype oder Hoffnung: Im Zusammenhang mit der Optogenetik wurden schon viele therapeutische Wunder prognostiziert. Nüchtern gesehen ist das Verfahren vor allem ein Forschungswerkzeug, dessen klinischer Einsatz ziemlich komplex ist. Ende Mai ging der mit 4 Millionen Euro dotierte Else Kröner Fresenius Preis an den kalifornischen Forscher und Psychiater Karl Deisseroth von der Stanford University

Sollte sich die Behandlung als sicher erweisen, könnte sie auch in anderen Bereichen angewendet werden. Denkbare Einsatzgebiete wäre die Behandlung chronischer Schmerzen oder die Behandlung des Typ 2-Diabetes durch Stimulierung der Insulinsekretion in den Beta-Zellen. Adipöse Menschen könnten per Knopfdruck eine Dehnung der Magenwand vortäuschen und ein Sättigungsgefühl auslösen. Querschnittgelähmte würden ebenfalls von einer geordneten Blasenentleerung profitieren. © rme/aerzteblatt.de

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