Wissenschaftler haben ein Netzhautimplantat entwickelt, das das verlorene Sehvermögen bei Ratten wiederherstellen kann, und planen, das Verfahren später in diesem Jahr am Menschen zu testen.

Das Implantat, das Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, das Netzhautneuronen stimuliert, könnte Millionen von Menschen mit Netzhautdegeneration – einschließlich Retinitis pigmentosa – Hoffnung geben, bei denen Photorezeptorzellen im Auge zusammenbrechen und zur Erblindung führen.

Die Netzhaut befindet sich auf der Rückseite des Auges und besteht aus Millionen dieser lichtempfindlichen Photorezeptoren. Mutationen in einem der 240 identifizierten Gene können jedoch zu einer Netzhautdegeneration führen, bei der diese Photorezeptorzellen absterben, selbst wenn die Netzhautneuronen um sie herum nicht betroffen sind.

Da die Netzhautnerven intakt und funktionsfähig bleiben, haben frühere Forschungen die Behandlung von Retinitis pigmentosa mit bionischen Augengeräten untersucht, die die Neuronen mit Licht stimulieren, während andere Wissenschaftler die Verwendung von CRISPR-Genbearbeitung untersucht haben, um die Mutationen zu reparieren, die Blindheit verursachen.

Nun hat ein Team unter der Leitung des Italienischen Instituts für Technologie einen neuen Ansatz entwickelt, bei dem eine Prothese in das Auge implantiert wird, die als funktionierender Ersatz für eine beschädigte Netzhaut dient.

Das Implantat besteht aus einer dünnen Schicht leitfähigem Polymer, das auf einem Substrat auf Seidenbasis angeordnet und mit einem halbleitenden Polymer bedeckt ist.

Das halbleitende Polymer wirkt als photovoltaisches Material und absorbiert Photonen, wenn Licht in die Augenlinse eintritt. Wenn dies geschieht, stimuliert Elektrizität Netzhautneuronen und füllt die Lücke, die die natürlichen, aber beschädigten Photorezeptoren des Auges hinterlassen.

Um das Gerät zu testen, implantierten die Forscher die künstliche Netzhaut in die Augen von Ratten, die gezüchtet wurden, um ein Nagetiermodell der Netzhautdegeneration zu entwickeln – genannt Royal College of Surgeons (RCS) Ratten.

Nachdem die Ratten 30 Tage später von der Operation geheilt waren, testeten die Forscher, wie empfindlich sie auf Licht – den sogenannten Pupillenreflex – im Vergleich zu gesunden Ratten und unbehandelten RCS-Ratten waren.

Bei der geringen Intensität von 1 Lux – etwas heller als das Licht eines Vollmonds – reagierten die behandelten Ratten nicht viel besser als unbehandelte RCS-Ratten.

Aber als das Licht auf etwa 4-5 Lux anstieg – ungefähr so wie bei einem dunklen Dämmerungshimmel – war die Pupillenreaktion der behandelten Ratten weitgehend nicht von gesunden Tieren zu unterscheiden.

Als sie die Ratten sechs und 10 Monate nach der Operation erneut testeten, war das Implantat bei den Ratten immer noch wirksam – obwohl alle Ratten in den Tests (einschließlich der behandelten Ratten, der gesunden Tiere und der RCS-Kontrollen) aufgrund ihres Alters eine geringfügige Sehbehinderung erlitten hatten.

Mit Hilfe der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zur Überwachung der Gehirnaktivität der Ratten während der Lichtempfindlichkeitstests sahen die Forscher eine Zunahme der Aktivität des primären visuellen Kortex, der visuelle Informationen verarbeitet.

Basierend auf den Ergebnissen kommt das Team zu dem Schluss, dass das Implantat „verbleibende neuronale Schaltkreise in der degenerierten Netzhaut“ direkt aktiviert, aber weitere Untersuchungen sind erforderlich, um genau zu erklären, wie die Stimulation auf biologischer Ebene funktioniert.

„Das detaillierte Funktionsprinzip der Prothese bleibt ungewiss“, erklären sie in ihrer Arbeit.

Obwohl es keine Garantie dafür gibt, dass die bei Ratten beobachteten Ergebnisse auf den Menschen übertragen werden, hofft das Team, dass dies der Fall sein wird – und nach den Klängen der Dinge wird es nicht zu lange dauern, bis wir es herausfinden.

„Wir hoffen, die hervorragenden Ergebnisse in Tiermodellen beim Menschen zu replizieren“, sagt eine der Forscherinnen, die Augenärztin Grazia Pertile vom Heiligen Herzen von Kalabrien in Negrar, Italien.

„Wir planen, die ersten Studien am Menschen in der zweiten Jahreshälfte durchzuführen und im Laufe des Jahres 2018 vorläufige Ergebnisse zu sammeln. Dies könnte ein Wendepunkt in der Behandlung extrem schwächender Netzhauterkrankungen sein.“

Die Ergebnisse werden in Nature Materials berichtet.