Weiterentwicklung des Retina-Implantats: Erforschung der Trennung von ON- und OFF-Antworten in gesunder und degenerierter Maus-Retina, nach elektrischer Stimulation mit dem subretinalen Implantat Alpha AMS.

• Antragstellerin: Dr. Zohreh Hosseinzadeh, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Augenheilkunde ; Anatomie und Physiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398118700

Weltweit leiden über 8 Mio. Menschen an Retinitis Pigmentosa und Makuladegeneration, die zum Verlust von Photorezeptor-Funktion und Blindheit führen. Elektronische Netzhaut-Implantate wurden entwickelt, um die visuelle Funktion bei diesen Patienten wiederherzustellen. Von diesen Implantaten zeigte das in Tübingen entwickelte Alpha AMS die besten Ergebnisse bei den Patienten, jedoch erreicht die Leistung der Patienten mit diesem subretinalen Implantat nicht die weithin akzeptierte Grenze für Blindheit von 20/200. Eine Verbesserungsmöglichkeit ist, die ON und OFF Informationskanäle des Auges selektiv zu aktivieren. Daher ist das Ziel dieses Projektes selektive, elektrische Aktivierung definierter Retina-Ganglion Zell (RGC)-Typen durch den Alpha AMS Implantat-Chip zu untersuchen. Im Arbeitspaket 1 (WP1) werden wir die „amplitude-modulated electrical pulse trains” für die differentielle Aktivierung der ON und OFF Signalwege testen. Im WP2 werden wir die „pulse train frequency“ (ohne Modulation der Amplitude) für differenzielle Aktivierung variieren. Diese Aktivierung wird sowohl in der Retina blinder als auch gesunder Mäuse untersucht. Dafür wird ein Mikroelektroden-Array (MEA) eingesetzt, um epi-und subretinal zu stimulieren und aufzuzeichnen. Mit dem Standard MEA werden Aktionspotentiale der RGCs während der epiretinalen Stimulation aufgezeichnet, während sowohl ein flexibler MEA als auch Patch-Elektroden genutzt werden, um die subretinale Stimulation aufzuzeichnen. Um die Signalwege innerhalb der Netzwerk-vermittelten RGC Antwort weiter zu untersuchen, werden pharmakologische Inhibitoren eingesetzt. Zur Charakterisierung der ON und OFF RGCs werden visuelle Stimulation, präsynaptische Ströme, sowie morphologische Klassifizierung verwendet. Schließlich werden in WP3 im Alpha AMS Chip durch Modulation von Lichtmustern Stimuli generiert, die erwiesenermaßen selektiv ON und OFF RGCs aktivieren. Hier ist es unser Ziel, mit Aufzeichnungen die an einer blinden Mausretinadurchgeführt werden, eine selektive Aktivierung der ON und OFF RGC Zelltypen zu zeigen. Durch das Aufzeigen einer gezielten Signalweg-spezifischen Aktivierung über das Alpha AMS Implantat, hoffen wir letztendlich, die Entwicklung neuer Netzhaut-Implantate zu fördern, die die natürliche visuelle Codierung gesunder Augen nachbilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen