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Ophthalmologie Wissenschaft

Neue Therapien für die altersbedingte Makuladegeneration?

Bei einer altersbedingten Makuladegeneration (AMD) kommt es zu krankhaften Veränderungen im Bereich der Makula. Die Makula ist ein wichtiger Bereich der Netzhaut und wird auch als Stelle des schärfsten Sehens bezeichnet. Die Erkrankung hat schwerwiegende Auswirkungen auf das Sehvermögen und ist die häufigste Erblindungsursache. 

Neue Methoden ermöglichen es, Proteinprodukte bestimmter Gene mit Hilfe der Massenspektroskopie zu messen. So lassen sich auch Proteine nachweisen, die nur in geringen Mengen im Blut vorhanden und sich sehr ähnlich sind. In rezenten Studien wurden daher bereits eine Reihe von Genen identifiziert, die das Risiko einer Person für die Entwicklung der Krankheit beeinflussen könnten. Die Daten lassen vermuten, dass AMD zumindest teilweise durch ein Versagen der Komplementregulation im Auge verursacht wird. Gene, die die Aktivität des Komplementwegs regulieren, sind ein Schlüsselakteur in unserer Immunabwehr gegen Krankheitserreger.

Bei der Untersuchung des Spiegels von Complement Faktor H (CFH) und Faktor H-Related 1-5 (FHR1-5) im Blut konnte ein internationales Forschungsteam jetzt erstmals zeigen, dass alle fünf FHR-Proteine bei Menschen mit AMD in höherer Konzentration vorhanden sind als bei Menschen ohne AMD.

Die Studie zeigt auch Optionen auf, Patienten zu identifizieren, die dieses genetische Risiko in sich tragen, und zu selektieren, welche dieser Patienten voraussichtlich auf komplementmodifizierende Therapeutika ansprechen. Diese Medikamente sind aktuell in der Entwicklung und haben zum Ziel, den Spiegel der FHR-Proteine im Blut zu senken und damit das Risiko oder ein Fortschreiten der Erblindung aufzuhalten.

Referenz:
Universität Tübingen, University of Manchester, University College London
Beyond factor H: The impact of genetic-risk variants for age-relate macular degeneration on circulating factor-H-like 1 and factor-H-related protein concentrations; AJHG 2021;
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0002929721002202

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Ophthalmologie Pädiatrie Wissenschaft

Lockdowns machen kurzsichtig

Lockdowns und Schulschließungen verstärken offenbar die Kurzsichtigkeit (Myopie) bei Kindern. Zu diesem Ergebnis kommen Reihenuntersuchungen an fast 130.000 Schulkindern in China. So hat sich die Sehkraft der Sechs- bis Achtjährigen im Jahr 2020 im Schnitt um 0,3 Dioptrien verschlechtert, um 1,4 bis dreimal stärker als in den Vorjahren. Bei den neun- bis 13-Jährigen war der Effekt etwas geringer, ihre Augen verschlechterten sich im Schnitt nur um -0,1 Dioptrien. Der Anteil der Kurzsichtigen pro Jahrgang stieg bei den Sechsjährigen von 5,7 Prozent im Jahr 2019 auf 21,5 Prozent im Jahr 2020, bei den Achtjährigen erhöhte sich der Anteil von 27,7 Prozent auf 37,2 Prozent. Die Häufigkeit lag damit in allen Altersklassen höher als je zuvor und zeigte sich in beiden Geschlechtern, bei beiden Augen.

Als Ursache der Fehlsichtigkeit wird ein verkürzter Aufenthalt im Freien angeführt – Kinder verbrachten im letzten Jahr viel mehr Zeit drinnen und vor Bildschirmen als draußen an der frischen Luft. Durch die Computerarbeit und das viele Lesen wächst der Augapfel der Kinder stärker und verlängert sich. Dadurch entsteht das schärfste Bild nicht auf, sondern vor der Netzhaut. Bewegen sich Kinder dagegen viel im Freien, hemmt die im Sonnenlicht enthaltene UVB-Strahlung die Freisetzung von Botenstoffen, die auf die Augäpfel einwirken.

Die Wissenschaftler empfehlen allen Eltern, während der Lockdowns und des Heimunterrichts darauf zu achten, für ihre Kinder genügend Zeit an der frischen Luft einzuplanen und die Zeit vor dem Bildschirm zu begrenzen. Augen erholen sich auch, wenn sie in die Ferne schweifen können.  
Ob sich die Verschlechterung der Kurzsichtigkeit umkehren lässt und wie sich die Sehkraft in den verschiedenen Altersgruppen weiter entwickelt, soll nun ebenfalls untersucht werden.

Referenz:
Emory University, Atlanta; General Hospital, Tianjin
Progression of Myopia in School-Aged Children After COVID-19 Home Confinement, JAMA Ophthalmology 2021,
https://jamanetwork.com/journals/jamaophthalmology/fullarticle/2774808

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Ophthalmologie Technologie Wissenschaft

Künstliche Intelligenz gegen Blindheit

Internationale Forscher haben mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) ein Modell entwickelt, das die Behandlung von Blindheit und Sehverlust zukünftig grundlegend verändern könnte.

Das Team trainierte ein künstliches neuronales Netzwerk – d.h. einen Computeralgorithmus, der die Funktionsweise von Neuronen im menschlichen Gehirn nachahmt -, um differenzierte Zellen im Netzhautgewebe zu identifizieren und vorherzusagen. Die Maschine war in der Lage, differenzierte Zellen mit einer Genauigkeit von 84% zu erkennen, verglichen mit 67%, die vom Menschen erreicht wurden.

„Die menschliche Netzhaut hat eine sehr begrenzte Regenerationsfähigkeit“, so Pavel Volchkov vom Moskauer Institut für Physik und Technologie. „Dies bedeutet, dass jeder fortschreitende Verlust von Neuronen – beispielsweise beim Glaukom – unweigerlich zu einem vollständigen Verlust des Sehvermögens führt.“ „Wir sind der Entwicklung von Zelltherapien für Netzhauterkrankungen einen Schritt näher gekommen. Außerdem kann der Ansatz nicht nur auf andere Zelllinien übertragen werden, sondern auch auf andere menschliche künstliche Organe.“, so Co-Autor Evgenii Kegeles vom Schepens Eye Research Institute, USA.

Referenzen:
Moscow Institute of Physics and Technology – MIPT, Ivannikov Institute for System Programming, Schepens Eye Research Institute
Convolutional Neural Networks Can Predict Retinal Differentiation in Retinal Organoids
Front. Cell. Neurosci., 03 July 2020 |
https://doi.org/10.3389/fncel.2020.00171

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Ophthalmologie Therapie Wissenschaft

Rotes Licht verbessert Sehvermögen

Drei Minuten am Tag auf ein tiefrotes Licht zu starren, kann das Sehvermögen erheblich verbessern. Das berichten Wissenschaftler des University College London.

Die Erkenntnis könnte Millionen von Menschen mit natürlich abnehmenden Sehvermögen auf eine sehr billige Art helfen dieser Alterserscheinung entgegenzutreten. Mit zunehmenden Alter kommt es, insbesondere ab 40 Jahren, zu einer Verminderung der Netzhautempfindlichkeit und damit zu einem verschlechtertem Farbsehen. „Um diesen Rückgang einzudämmen oder umzukehren, haben wir versucht die alternden Zellen mit kurzen langwelligen Lichtblitzen (670 Nanometer) zu stimulieren, so Hauptautor, Prof. Glen Jeffery. Damit werden vor allem die Energielieferanten der Zellen, die Mitochondrien, in den Photorezeptorzellen angeregt wieder mehr Energie in Form von ATP zu bilden.

Getestet wurden 24 Personen, die eine kleine LED-Taschenlampe erhielten und gebeten wurden, zwei Wochen lang drei Minuten am Tag in den Lichtstrahl zu schauen. Die Augen konnten auch geschlossen werden, da das rote Licht vom Augenlid nicht gefiltert wird.

Im Ergebnis zeigte die Therapie keinen Einfluss bei jüngeren Personen, jedoch wurden signifikante Verbesserungen bei Personen ab 40 Jahren nachgewiesen. So verbesserte sich die Farbkontrastempfindlichkeit um bis zu 20%, speziell im blauen Bereich, das im Alter anfälliger ist. Die Therapie verbesserte auch merklich die Empfindlichkeit der Stäbchen und damit die Fähigkeit, bei schlechten Lichtverhältnissen zu sehen. Für die Herstellung der Rotlicht-Lampe wurden rund 12 GBP (etwa 16 Euro) aufgewendet.

Referenz:
UCLH – University College London Hospitals NHS Foundation Trust
Optically improved mitochondrial function redeems aged human visual decline, The Journals of Gerontology: Series A, glaa155,
https://academic.oup.com/biomedgerontology/article-abstract/doi/10.1093/gerona/glaa155

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Ophthalmologie Therapie Wissenschaft

Gentherapie zur Wiederherstellung des Sehvermögens

Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, einen neuen therapeutischen Ansatz zu entwickeln, um die Lichtempfindlichkeit einer degenerierten Netzhaut wiederherzustellen, ohne dabei das noch vorhandene Sehvermögen negativ zu beeinträchtigen.

Sie haben dazu eine Drei-Komponenten-Gentherapie-Methode entwickelt, die nach erfolgreicher Testung an Mäusen auch an menschlichen Netzhäuten zum Einsatz kam. Die Ergebnisse zeigten nach der Behandlung mit diesem innovativen Ansatz, dass die Sehschaltungen der menschlichen Netzhaut durch die Nahinfrarotlicht-Exposition reaktiviert werden konnten.

„Wir gehen davon aus, dass die Nahinfrarot-Stimulation ein wichtiger Schritt ist, um blinden Menschen wieder das Sehen zu ermöglichen und die Fähigkeit wiederzuerlangen, Gesichter zu erkennen“, sagt Daniel Hillier, Leiter der Nachwuchsgruppe Visual Circuits and Repair am Deutschen Primatenzentrum (DPZ). Die Forscher wollen mit diesen Erkenntnissen blinden Menschen Hoffnung geben und ihre Forschungsaktivitäten zur Wiederherstellung des Sehvermögens in Zukunft weiter intensivieren.

Referenzen:
Nelidova et al. (2020): Restoring light sensitivity using tunable near-infrared sensors. Science. Vol. 368, Issue 6495, pp. 1108-1113. DOI: 10.1126/science.aaz5887
https://science.sciencemag.org/content/368/6495/1108
DPZ Deutsches Primatenzentrum
https://www.dpz.eu/…/sehvermoegen-durch-gentherapie-wiederh…

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