Menschliche Retina im Labor aus Stammzellen gezüchtet

Baltimore – US-Amerikanischen und chinesischen Wissenschaftlern ist es gelungen, menschliche Stammzellen zur Bildung einer Netzhaut anzuregen. Die im Labor nachgebildete Mini-Retina enthielt dem Bericht in Nature Communications (2014; doi: 10.1038/ncomms5047) zufolge neben Photorezeptoren auch Nerven- und Gliazellen in normaler Architektur. Sogar eine Verarbeitung von Lichtimpulsen fand statt.

Die Retina besteht nicht nur aus den Zapfen und Stäbchen, die Lichtsignale und Farbsignale in Nervenimpulse verwandeln. In das Pigmentepithel eingebettet sind auch zahlreiche Neurone und Gliazellen, die eine erste Verarbeitung der Signale vornehmen. Die Zellen sind in der Retina in mehreren Schichten angeordnet. Die Chance, die komplette Architektur im Labor nachzubilden, wurde bisher als gering eingestuft.

Dem Team um M. Valeria Canto-Soler von der Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore, dem auch Wissenschaftler aus China angehören, hat jetzt das Kunststück weitgehend den Stammzellen überlassen. Sie verwendeten dabei induzierte pluripotente Stammzellen, die im Labor in Vorläuferzellen der Retina verwandelt worden waren. Danach scheinen die Zellen beinahe selbständig die embryonale EntwicklunKa1ziumantagonsiteng der Augen zu durchlaufen.

Nach wenigen Tagen bildeten sich kleine becherförmige Gebilde, in denen die Forscher insgesamt sieben unterschiedliche Zelltypen fanden. Neben den Sinneszellen (Stäbchen für das Schwarzweiß-Sehen und drei Zapfen für die Farbempfindung) wurden verschie­dene Neurone (Ganglienzelle, Amakrinzelle, Horizontalzelle, Bipolarzelle) und Gliazellen (Müllerzellen) gefunden, die sich selbstständig zur normalen Architektur der Retina formiert hatten.

Als die Augenbecher den Entwicklungsstand der 28. Gestationswoche erreicht hatten, führte das Team eine erste Funktionsprüfung durch. Sie schoben Elektroden in die Nähe einzelner Neurone und reizten die Retina dann mit einem Lichtstrahl, was bei 2 von 11 Neuronen ein Signal auslöste.

Die Forscher wollen die Mini-Retinas zunächst nutzen, um Augenkrankheiten wie die Retinitis pigmentosa zu untersuchen, bei der es zu einem Absterben von Zellen in der Retina kommt. Auf lange Sicht erscheint es ihnen jedoch nicht ausgeschlossen, dass eine im Labor gezüchtete Retina Patienten implantiert wird.

rme