Nanotechnologie für das Auge

Nanotechnologie für das Auge ist ein Thema bei der diesjährigen AAD (Augenärztliche Akademie Deutschlands) über das [Dr] Thomas A. Fuchsluger von der Universitäts-Augenklinik Düsseldorf informiert.

Potential der Nanotechnologie für das Auge

Das griechische Wort nanos bedeutet Zwerg, und diese Zwerge gehören zu den Hoffnungsträgern in der Augenheilkunde. Denn die Nanomedizin hat das Potenzial, die Behandlung schwerer, das Sehvermögen bedrohender Augenkrankheiten entscheidend zu verbessern, Nebenwirkungen zu reduzieren und neue Therapien zu ermöglichen.

In der Nanotechnologie geht es um Strukturen, deren Größe zwischen einem Atom und 100 Nanometern (nm, ein Nanometer ist ein milliardstel Meter, 10-9 m) liegt. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 0,1 mm beziehungsweise 100.000 nm dick; die meisten lebenden Zellen haben einen Durchmesser zwischen 10.000 und 20.000 nm.

Einsatzmöglichkeiten der Nanotechnologie heute und künftig

Zahlreiche Forscherteams in der Augenheilkunde verfolgen nanotechnologische Projekte mit dem Ziel, wirksamere und besser verträgliche Therapien zu entwickeln. Die Bandbreite der Ansätze ist sehr umfangreich. Krankheiten, unter denen viele Menschen leiden, vom Trockenen Auge über das Glaukom (Grüner Star) bis hin zu Netzhautdegenerationen lassen sich in einigen Jahren dank Nanomedizin voraussichtlich noch effektiver behandeln. Bislang bewegt sich die junge Wissenschaft allerdings vielfach noch im Stadium der Grundlagenforschung und hat vorerst keine Auswirkungen auf die Patientenversorgung.

Da Nanopartikel beispielsweise als Vektor therapeutische Moleküle wie DNA, Antikörper oder Peptide in Hornhautzellen schleusen können, lassen sich innovative Augentropfen entwickeln, die trotz geringerer Wirkstoffkonzentration einen besseren Effekt und weniger Nebenwirkungen haben als herkömmliche Augentropfen.

Wenn nach schweren Augenverletzungen das Sehvermögen nur mit der Transplantation von Limbus-Stammzellen gerettet werden kann, sind Biofilme aus abbaubaren Nanofibrillen ein mögliches Trägermaterial, auf dem eine kleine Anzahl von Stammzellen aus dem zweiten Auge des Patienten zu einem geeigneten Transplantat heranwachsen.

In sehr schweren Glaukomfällen, die mit Medikamenten nicht behandelt werden können, sind Drainage-Implantate eine Option, um den Augeninnendruck zu regulieren. Die Bildung von Narbengewebe rund um die Implantate ist eine mögliche Komplikation, die den notwendigen Abfluss des Kammerwassers aus dem Auge behindert. Mit Hilfe der Nanotechnologie werden daher bioverträgliche Filter für solche Drainagesysteme entwickelt, die Medikamente freisetzen und so die Vernarbung unterbinden.

Denkbare Einsatzmöglichkeiten bei Netzhautdegenerationen wie [RP]

Schon seit Jahren wird laut vorliegender Pressemeldung erforscht, ob die Transplantation von Netzhautzellen Menschen mit erblichen Augenkrankheiten wie beispielsweise Retinitis pigmentosa ein gewisses Sehvermögen zurückgeben kann. Bei diesen genetisch bedingten Krankheiten sterben die Stäbchen und Zapfen ab, also die lichtempfindlichen Zellen der Netzhaut. Die darunterliegenden Ganglienzellen, die den Lichtreiz verarbeiten und als Signale ins Gehirn weiterleiten, bleiben jedoch intakt.

Oberflächenmodifizierte, biologisch abbaubare Membranen sollen nun dazu beitragen, dass die Transplantate im Auge besser anwachsen und funktionierende Verbindungen zu den Ganglienzellen aufbauen, so dass Sehen wieder möglich wird.

Drug Delivery Systeme bei AMD und Glaukom

Für Patienten mit einer feuchten altersabhängigen Makuladegeneration, bei der in der Netzhautmitte krankhafte Blutgefäße wuchern und die zentrale Sehschärfe beeinträchtigen, sind direkt ins Auge gegebene Medikamente, die das Gefäßwachstum hemmen, ein Segen: Der Verlust des zentralen Sehens kann verhindert werden. Doch die forschenden Augenärzte und Pharmazeuten sind mit dem Erreichten nicht zufrieden. Um den Behandlungserfolg zu sichern, bedarf es häufiger Untersuchungen und immer wiederkehrender Injektionen. Für die Patienten, den behandelnden Arzt und die Kostenträger bedeutet das oft über Jahre hinweg einen großen Aufwand.

Eine Alternative könnten laut [Dr] Fuchsluger Systeme zur Medikamentenabgabe (drug delivery systems) sein, die Arzneien über einen langen Zeitraum hinweg kontrolliert freigeben und so das Fortschreiten der Krankheit hemmen. Die Hoffnungen richten sich auf Nanomaterialien, die die Verfügbarkeit der Wirkstoffe langfristig sichern.

Auch für andere Krankheiten könnten solche Systeme neue Therapieoptionen erschließen. Beispielsweise konzentriert sich die Glaukomtherapie bislang auf die Senkung des Augeninnendrucks. Ein anderer Ansatz, der Schutz des Sehnervs (Neuroprotektion) ist schwer umsetzbar, weil es schwierig ist, die Wirkstoffe in ausreichender Konzentration zu den Sehnervenfasern zu leiten. Drug-delivery-Systeme auf der Basis von Nanomaterialien könnten hier neue Wege öffnen.

Fazit

Abschließend heißt es, die Nanomedizin bietet zahlreiche, ganz unterschiedliche Ansätze für weitere Innovationen, die zum Erhalt des Augenlichts beitragen könnten.

Quelle

AAD 2013