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Projekt
Retina-Organoide als Modellsystem zur Erforschung von Pathomechanismen und neuartigen Therapien für Netzhauterkrankungen
Antragsteller
Professor Dr. Thomas Klopstock; Dr. Friedhelm Serwane
Fachliche Zuordnung
Augenheilkunde
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513025799
Zellverbünde, die aus Stammzellen in der Petrischale gezüchtet werden ("Organoide"), können Zelltypen und -anordnungen von menschlichen Organen in noch nie dagewesenem Detailreichtum nachbilden. Diese in vitro-Systeme haben das Potenzial, unser Verständnis der Organentwicklung und -Funktion grundlegend zu verändern. Darüber hinaus ist es mit ihrer Hilfe nun möglich, Krankheiten außerhalb des menschlichen Körpers zu modellieren und Therapien an menschlichem Gewebe zu testen. Organoide der Netzhaut, des lichtempfindlichen Gewebes im Auge, weisen alle Zelltypen sowie das genetische Profil der menschlichen Retina auf. Sie werden seit kurzem zur Modellierung von Netzhauterkrankungen eingesetzt. Das größte Potential der Technologie liegt in der Erforschung von Krankheiten, die im Tiermodell nicht ausreichend repliziert werden und für die es bisher keine gesicherten Therapien gibt. Dazu gehören seltene genetische Erkrankungen, wie das Usher-Syndrom (USH) und die Lebersche Hereditäre Optikus-Neuropathie (LHON), die Sehbeeinträchtigungen bis zur Blindheit verursachen. In USH-Patienten ist die Funktion der Photorezeptoren oft bereits während der Kindheit gestört. LHON betrifft hauptsächlich junge Erwachsene und wird durch Mutationen in Genen der mitochondrialen DANN verursacht, die für die Energieproduktion der Zellen verantwortlich sind. Hier sind hauptsächlich retinale Ganglienzellen betroffen, da sie den größten Energiebedarf haben. Unser Team war maßgeblich an klinischen Studien zu Idebenone (seit 2015 in EU zugelassen) und zur intravitrealen Gentherapie bei LHON beteiligt, allerdings gibt es noch viele offene Fragen und weiter zu entwickelnde Therapieansätze. In vitro-Modelle humaner Netzhaut, die die Merkmale von USH bzw. LHON nachbilden, wären äußerst wertvoll für das weitere Verständnis der Pathomechanismen und als Testumgebung für neue Therapien. Bislang durchgeführte Studien zu Netzhaut-Organoiden für USH weisen Schwächen auf, da neben dem bekannten Gendefekt auch der genetische Hintergrund des Patienten einen Einfluss auf den Krankheitsverlauf spielt und dieser Effekt nicht isoliert wurde. Für LHON ist bislang kein Organoid-Modell publiziert. Unser Team wird Netzhaut-Organoide als Krankheitsmodelle für USH und LHON entwickeln. Im zweiten Schritt werden wir unsere in vitro-Systeme als Testumgebung für Gentherapien verwenden, die in Kollaboration mit den Projektpartnern entwickelt werden. Die einzigartige Kombination aus Netzhaut-Organoiden und unserer Expertise in der neuronalen Bildgebung versetzen uns in die Lage, USH- und LHON-Organoide zu etablieren und ihre Funktion zu charakterisieren. Unsere Erfahrung bei der Etablierung von LHON-Gentherapie in klinischen Studien und die Zusammenarbeit mit Experten auf dem Gebiet von USH, ermöglichen es uns, neue Gentherapien in lebendem menschlichem Netzhautgewebe zu testen. Darüber hinaus führen unsere Modelle zu einem besseren Verständnis der Pathomechanismen beider Erkrankungen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
