Retinitis pigmentosa (RP) und die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) zählen weltweit zu den führenden Ursachen für Sehbehinderungen und Erblindung. RP betrifft etwa 1 von 3.000 bis 1 von 5.000 Personen und ist durch eine fortschreitende Degeneration der Fotorezeptoren gekennzeichnet, die zu Nachtblindheit und peripherem Sehverlust führt.
AMD tritt wesentlich häufiger auf und betrifft etwa 1 von 100 Personen zwischen 65 und 75 Jahren. Bei den über 85-Jährigen steigt die Prävalenz auf 10 bis 20 von 100 Personen. Die Erkrankung führt zu einem fortschreitenden Verlust des zentralen Sehens, was insbesondere das Lesen und die Gesichtserkennung erschwert.
Bisherige therapeutische Herausforderungen
Derzeit gibt es keine effektiven Therapien zur Wiederherstellung der Sehfunktion bei fortgeschrittener Fotorezeptor-Degeneration. Traditionelle Ansätze wie optogenetische Methoden und Netzhautprothesen zielen darauf ab, die Funktion degenerierter Fotorezeptoren zu ersetzen. Diese Methoden haben jedoch oft nur begrenzten Erfolg, da sie häufig zu einer unspezifischen Aktivierung retinaler Neuronen führen.
Ein zentrales Problem dabei ist die fehlende Trennung von visuellen Informationen in ON- und OFF-Kanäle, die für die Kontrastsensitivität und räumliche Auflösung essenziell sind. Ohne diese Differenzierung bleibt die visuelle Wahrnehmung unscharf und wenig natürlich.
Ziapin2: Ein neuartiger Ansatz zur Wiederherstellung der Sehfunktion
Eine kürzlich in 'Nature Communications' veröffentlichte Studie untersuchte das Potenzial von Ziapin2 zur Wiederherstellung der Sehfunktion. Das Molekül wurde von Forschenden des Istituto Italiano di Tecnologia und des IRCCS Ospedale Policlinico San Martino entwickelt und erstmals im Jahr 2020 in der Fachzeitschrift 'Nature Nanotechnology' vorgestellt.
Ziapin2 ist ein Fototransducer, der Licht absorbiert und in elektrische Signale umwandelt. Durch die Integration in die neuronale Membran moduliert es die Erregbarkeit der Neuronen in Abhängigkeit von Licht, ohne dabei in Ionenkanäle oder Neurotransmitterrezeptoren einzugreifen. Diese selektive Wirkweise ermöglicht die Wiederherstellung des physiologischen Antagonismus zwischen ON-Neuronen, die das Vorhandensein von Licht signalisieren, und OFF-Neuronen, die dessen Abwesenheit melden. Dies ist entscheidend für eine präzisere visuelle Wahrnehmung.
Wiederherstellung retinaler Funktionen durch Ziapin2
Die aktuelle Studie zeigt, dass Ziapin2 in präklinischen Modellen vollständig blinder rd10-Mäuse mit Retinitis pigmentosa die typischen ON-, OFF- und ON-OFF-Antworten der Retina auf Lichtreize reaktivieren kann. Eine einzelne intravitreale Injektion von Ziapin2 stellte das lichtinduzierte Verhalten sowie die visuelle Schärfe für bis zu zwei Wochen wieder her, ohne dabei toxische oder entzündliche Effekte zu verursachen.
Ziapin2 als vielversprechender Durchbruch in der Therapie retinaler Degenerationen
„Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass das Molekül Ziapin2 ein äußerst vielversprechender Kandidat für die Wiederherstellung der visuellen Wahrnehmung bei Fotorezeptor-Degenerationen ist“, erklärt Fabio Benfenati, Koordinator des Zentrums für Synaptische Neurowissenschaften und Technologie am IIT sowie Forscher am IRCCS San Martino Krankenhaus in Genua. Durch die gezielte Modulation der neuronalen Membraneigenschaften in Abhängigkeit von Licht lässt sich mit Ziapin2 möglicherweise eine präzisere und natürlichere visuelle Wahrnehmung erzielen als mit bisherigen Ansätzen. Stefano Di Marco, IIT-Forschungsmitglied und derzeit Professor an der Universität Genua ergänzt: „Dieser innovative Ansatz könnte einen Wendepunkt in der Behandlung degenerativer Netzhauterkrankungen und der Wiederherstellung des Sehvermögens darstellen.“
