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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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Geriatrie Ophthalmologie Wissenschaft

Zellverjüngung stellt Sehkraft wieder her

Wissenschaftler haben womöglich einen Durchbruch bei der Behandlung von Alterskrankheiten erzielt: Durch eine Zellverjüngung konnten sie das Sehvermögen von Mäusen wiederherstellen – eine Therapie, die bei Menschen bei der Augenkrankheit Grüner Star und anderen altersbedingten Krankheiten, eventuell sogar gegen die Demenz, eingesetzt werden könnte.

Das Verfahren bietet die Möglichkeit, die Zeit auf zellulärer Ebene effektiv zurückzudrehen und den Zellen dabei zu helfen, die Fähigkeit zur Heilung von Schäden wiederzuerlangen nachdem diese durch die Alterung rapide abgenommen haben.

Die Forscher modifizierten deshalb einen Prozess, der eine bestimmte Art von Stammzellen herstellt. Diese Zellen entstehen durch einen Cocktail aus vier Proteinen, die bei der Neuprogrammierung einer Zelle helfen. Um die Zellen in einen jugendlichen Zustand zurückzuversetzen, injizierten sie Mäusen mit einer Sehnervschädigung drei der vier Proteine des Cocktails.

Tests zeigten, dass die Hälfte der durch den erhöhten Augeninnendruck verlorenen Sehschärfe wiederhergestellt wurde. Ähnlich vielversprechende Ergebnisse bot die Behandlung bei älteren Mäusen mit altersbedingter Sehschwäche. Nachdem der Cocktail injiziert worden war, verbesserte sich das Sehvermögen der Mäuse. Nebenwirkungen traten innerhalb des Studienjahres nicht auf. Die Behandlung von Glaukom beim Menschen wird von den Forschern bereits in zwei Jahren in Aussicht gestellt.

Referenz:
Harvard Medical School; Massachusetts Medical Hospital; California University, Yale School of Medicine
Pressemeldung: Science APA; https://science.apa.at/rubrik/medizin_und_biotech/Zellverjuengung_stellte_Sehkraft_von_Maeusen_wieder_her/SCI_20201203_SCI39371351257786680
Originalpublikation: Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision. Nature 588:124–129 (2020); https://doi.org/10.1038/s41586-020-2975-4

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Ophthalmologie Therapie Wissenschaft

Speziallinsen bringen Durchblick im Alter

Der Graue Star (Katarakt) ist eine häufige Augenerkrankung, die vermehrt bei Personen ab dem 50. Lebensjahr auftritt und die Eintrübung der sonst klaren Linse zur Folge hat. Seit einiger Zeit können bei den tageschirurgischen Eingriffen zur Behandlung des Grauen Stars gleichzeitig bestehende Fehlsichtigkeiten korrigiert werden, wie Alterssichtigkeit (Presbyopie) durch das Einsetzen von Multifokallinsen und Hornhautverkrümmung (Astigmatismus) durch spezielle (torische) Intraokularlinsen. Damit diese besseres Sehen ermöglichen, müssen sie stabil im Auge sitzen.

„Nur eine optimale Rotationsstabilität ermöglicht Patienten ein gutes Sehen und kann ihnen eine Folge-Operation ersparen“, berichtet Christina Leydolt von der  MedUni Wien. „Wir haben eine sehr exakte Methode entwickelt, um die Stabilität von torischen Linsen zu messen und zu analysieren. Die Studienergebnisse helfen uns, das für das Auge passendste Linsenimplantat zu wählen und eine optimale Astigmatismuskorrektur zu erreichen. Das bedeutet ein gutes Sehen ohne Brille nach einer Katarakt-OP ohne  weitere korrektiven Eingriffe“, berichtet Leydolt.

Zusätzlich zur Linsentrübung kann bei einer Operation auch die Alterssichtigkeit korrigiert werden, die jeden Menschen etwa ab dem 40. Lebensjahr trifft. Multifokallinsen ermöglichen weitgehende Brillenfreiheit bei Fern- und Nahsicht. Eine neue Generation dieser Speziallinsen verspricht, auch das intermediäre Sehen (Sehen in der mittleren Distanz, der Abstand in dem man den Bildschirm oder Laptop vor sich hat) zu verbessern.

Referenzen:
MedUniWien

Comparison of long-term rotational stability of three commonly implanted intraocular lenses; American Journal of Ophtalmology, 2020
https://www.ajo.com/article/S0002-9394(20)30376-7/fulltext DOI: 10.1016/j.ajo.2020.07.019
True rotational stability of a single-piece hydrophobic intraocular lens, British Journal of Ophtalmology, 2020
https://bjo.bmj.com/content/103/2/186 DOI: 10.1136/bjophthalmol-2017-311797

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Biotechnologie Ophthalmologie Wissenschaft

Vollständige künstliche Netzhaut gezüchtet

Dem Forschungsteam unter Prof. Botond Roska, Universität Basel, ist es gelungen, Replikas menschlicher Retina zu züchten. Das Gewebe wird als Netzhaut-Organoid bezeichnet, da es dieselben Eigenschaften aufweist wie menschliche Netzhaut – einschliesslich der Krankheitsparameter von individuellen Patienten. Für die Züchtung der Mini-Organe benötigten die Forscher nur Haut oder Blutproben der Patienten.

Die Netzhaut-Organoide sind so besonders, weil sie wie die menschliche Netzhaut eine Schichtstruktur haben und auch auf Licht in gleicher Weise reagieren. Der detaillierte Vergleich der gezüchteten Netzhaut-Organoide mit Netzhaut von Multi-Organspendern bestätigt die starken Ähnlichkeiten. „Wir konnten zeigen, dass unsere kultivierten Organoide nach 38 Wochen viele derselben Zelltypen aufweisen, wie die Netzhaut eines erwachsenen Menschen,“ so Roska. „Wir waren die Ersten, die menschliche Netzhaut von Verstorbenen funktionsfähig und lichtempfindlich erhalten konnten.“ Das machte die Vergleiche überhaupt erst möglich.

Der grosse Wert der Netzhaut-Organoide gründet auf dem Beweis, dass gleiche Defekte in jeweils denselben Zelltypen zu denselben Netzhauterkrankungen in den Organoiden und in menschlicher Netzhaut führen. „Damit können Behandlungen entwickelt werden, die für diese Patienten massgeschneidert sind’, sagt Magdalena Renner, Erstautorin der Publikation und Leiterin der Human Organoid Platform am Institut für Molekulare und Klinische Ophthalmologie Basel. Die Erkenntnisse beschleunigen die Entwicklung neuer Therapien für Netzhauterkrankungen, die bisher zur Erblindung führen.

Referenzen:

Universität Basel https://www.unibas.ch/de/Aktuell/News/Uni-Research/Forschende-zuechten-menschliche-Netzhaut.html;

Cell Types of the Human Retina and Its Organoids at Single-Cell Resolution;
Cell (2020), https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.08.013

#retina #netzhaut #organoid #miniorgan #ophtalmologie #augen #augenerkrankung #medizin #medimpressions 

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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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