2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Querschnitt des Sehnervs unter dem Mikroskop
Amerikanische Wissenschaftler konnten das Sehvermögen von Mäusen nach einer Schädigung des Sehnervs teilweise wiederherstellen. Die Ergebnisse der Arbeit wurden in der Zeitschrift Nature Neuroscience veröffentlicht.
Forscher der University of California in San Diego, Utah State University, Harvard und Stanford University verletzten ein Auge der Versuchsmäuse, indem sie den Sehnerv einklemmten. Die Färbung von retinalen Ganglienzellen (RGCs), die Informationen von lichtempfindlichen Zellen an das Gehirn übertragen, zeigte, dass fast alle ihre Axone, die Fasern des Sehnervs sind, nur die Verletzungsstelle erreichen. Ohne therapeutische Wirkung (Kontrollgruppe) starben die meisten GCS innerhalb von drei Wochen, was zu irreversibler Erblindung führte.
In der Versuchsgruppe wurden Mäuse täglich nach der Operation mit Netzhautzellen mit kontrastreichen bewegten Bildern (zB abwechselnden schwarzen und weißen Streifen) stimuliert. Drei Wochen später zeigten sie Anzeichen einer axonalen Regeneration, jedoch nur in geringer Entfernung von der Verletzungsstelle.
Mäusen einer anderen Gruppe wurde ein viraler Vektor, der das cRheb1-Protein trägt, ins Auge injiziert, bevor der Sehnerv geschädigt wurde. Dieses Protein stimuliert den Zielsignalweg von Rapamycin (mTOR) bei Säugetieren, einem wichtigen Regulator des Zellwachstums. Dies bewirkte eine noch stärkere Regeneration von GCS-Axonen als bei visueller Stimulation, aber sie erreichten auch nicht das Gehirn.
Im nächsten Schritt des Experiments kombinierten die Wissenschaftler die Aktivierung von mTOR im GCS und visuelle Stimulation. Um die Wirkung zu verstärken, wurden die Augenlider eines gesunden Auges vorübergehend an den Mäusen genäht. Dieser kombinierte Effekt führte zum Wachstum von Axonen entlang der gesamten Länge des Sehnervs, durch das Sehnervenkreuz zu den primären Sehnervenkernen des Gehirns (Hypothalamus suprachiasmatischer Kern, ventraler und dorsaler seitlicher geknickter Kern des Thalamus), Mittelhirnkerne (olive prätektale und hintere Grenzlinie) und zusätzliche optische Ziele des Rumpfes das Gehirn (zum Beispiel der mediale terminale Nucleus).
Außerdem wurden GCS-Axone in den vom Auge entfernten subkortikalen Regionen des visuellen Analysators gefunden, insbesondere im oberen Hügel des Quadrupels. Wichtig ist, dass außerhalb der visuellen Wachstumszentren dieser Axone nicht beobachtet wurde, dh sie fanden ihren Weg im Gehirn eindeutig. Dennoch konnte die Regeneration von Nervenfasern nicht für alle GCS-Subtypen (insgesamt sind etwa 30 davon bekannt) gezeigt werden.
Nachfolgende Verhaltenstests zeigten, dass sich das Sehvermögen in Augen mit geschädigtem Sehnerv nach experimenteller Behandlung teilweise erholte: Die Mäuse reagierten auf kontrastierende und sich bewegende Objekte (Tests auf den optokinetischen Reflex und Vermeidung einer drohenden Bedrohung), ihre Pupillenreaktion auf Licht und Tiefensehen jedoch nicht erholen. Somit stellte die Therapie die Verbindungen des GCS mit allen Teilen des visuellen Analysators nicht wieder her.
Derzeit verbessern die Forscher die entwickelte Methodik weiter.
