Katarakt: statt operieren bald medikamentös behandelbar?

Forscher der National Institutes of Health (NIH) haben ein Protein namens RNF114 identifiziert, das die Katarakt rückgängig macht. Die Studie, durchgeführt an 13-Streifen-Ziesel und Ratten, könnte eine Strategie zur Behandlung der Katarakt, des Grauen Stars. ohne Operation aufzeigen. Die Studie wurde im Journal of Clinical Investigation veröffentlicht.

«Wissenschaftler haben lange nach einer Alternative zur Kataraktoperation gesucht, die zwar wirksam ist, aber nicht ohne Risiko. Zudem ist der fehlende Zugang zu Kataraktoperationen in einigen Teilen der Welt ein Hindernis für die Behandlung, was dazu führt, dass unbehandelte Katarakte weltweit eine der Hauptursachen für Blindheit sind», sagte Xingchao Shentu, M.D., Kataraktchirurg und Co-Leitender Forscher von der Zhejiang University, China.

Die neue Entdeckung war Teil einer laufenden Forschung am National Eye Institute (NEI) des NIH mit einem Winterschläfer, dem 13-Streifen-Ziesel. Bei diesen Zieseln bestehen die lichtempfindlichen Fotorezeptorzellen in der Netzhaut hauptsächlich aus Zapfen, was das Ziesel für die Untersuchung von zapfenbezogenen Eigenschaften wie Farbsehen prädestiniert. Darüber hinaus macht die Fähigkeit des Ziesels, während des Winterschlafs monatelange Kälte und Stoffwechselstress zu überstehen, zu einem Modell für Ophthalmologen, um eine Reihe von Augenkrankheiten zu untersuchen.

Die Forscher fanden heraus, dass die Linsen des Ziesels während des Winterschlafs bei etwa 4 Grad Celsius trüb, nach der Wiedererwärmung jedoch schnell wieder durchsichtig wurden. Im Vergleich dazu entwickelten Ratten als Nicht-Winterschläfer bei niedrigen Temperaturen Katarakte, die sich jedoch bei erneuter Erwärmung nicht auflösten.

Die Bildung von Katarakten bei Winterschläfern, die niedrigen Temperaturen ausgesetzt sind, ist wahrscheinlich eine zelluläre Reaktion auf Kältestress und eine von vielen Veränderungen, die ihr Körper durchmacht, wenn sich ihr Gewebe an eisige Temperaturen und metabolischen Stress anpasst. Menschen entwickeln bei niedrigen Temperaturen keinen Katarakt.

«Das Verständnis der molekularen Ursachen dieses reversiblen Kataraktphänomens könnte uns die Richtung zu einer neuen Behandlungsstrategie weisen», sagte der Co-Leiter der Studie, Wei Li, Ph.D., leitender Forscher in der Netzhautneurophysiologie des NEI.

Die Hauptaufgabe der Linse besteht darin, Licht auf die Netzhaut im hinteren Teil des Auges zu fokussieren. Mit zunehmendem Alter bilden sich Katarakte, wenn Proteine ​​in der Linse beginnen, sich falsch zu falten und Cluster zu bilden, die das Licht beim Durchgang durch die Linse blockieren, streuen und verzerren. Aus unklaren Gründen kann das Altern die Proteinhomöostase stören – ein Prozess, der das Gleichgewicht zwischen neu gebildeten Proteinen und dem Umsatz alter Proteine ​​aufrechterhält.

Um den reversiblen Katarakt des Ziesels auf molekularer Ebene zu erforschen, entwickelte das Team ein laborbasiertes Linsenmodell in einer Schale unter Verwendung von Stammzellen vom Ziesel. Mithilfe dieser Plattform konzentrierten sich die Forscher auf einen Teil eines umfangreichen Netzwerks, das die Proteinhomöostase durch den Abbau alter Proteine ​​aufrechterhält und als Ubiquitin-Proteasom-System bekannt ist.

Insbesondere war RNF114 während der Wiedererwärmung beim Ziesel im Vergleich zur nicht im Winterschlaf befindlichen Ratte deutlich erhöht. Es wurde gezeigt, dass RNF114 dabei hilft, alte Proteine ​​zu identifizieren und ihren Abbau zu erleichtern. Um die Wirkung von RNF114 weiter zu untersuchen, verwendeten die Forscher ein nicht im Winterschlaf befindliches (Ratten-)Kataraktmodell, indem sie dessen Linsen bei 4 Grad Celsius inkubierten. Normalerweise würden sich solche Katarakte nicht durch erneutes Erwärmen auflösen. Wenn die Linsen jedoch mit RNF114 vorbehandelt wurden, verschwanden die Katarakte beim erneuten Erwärmen schnell.

Laut dem wissenschaftlichen Team sind diese Ergebnisse ein Beweis dafür, dass es möglich ist, bei Tieren eine Kataraktheilung herbeizuführen. In zukünftigen Studien muss der Prozess fein abgestimmt werden, damit Wissenschaftler den Abbau spezifischer Proteine ​​stimulieren können, um herauszufinden, wie sich die Proteinstabilität und der Proteinumsatz präzise regulieren lassen.