Optogenetik: Herausforderungen und Perspektiven

Unter diesem Motto trafen sich führende Experten dieser neuen Forschungsrichtung, über die wir auch im PRO RETINA Newsletter schon mehrfach informierten, Anfang September zur Dahlem Konferenz in Berlin.

Im Vorfeld berichtete darüber die Hannoversche Allgemeine Zeitung, die im Rahmen dieses Artikels auch einige Fragen an den Biophysiker [Prof] Peter Hegemann (HU Berlin), einen der Pioniere im Bereich der Optogenetik, der bereits hohe Auszeichnungen für seine Forschungen erhielt (siehe auch Newsletter vom 30.8.2012).

Was genau verbirgt sich hinter Optogenetik?

Hegemann: Die Optogenetik ist eine Verbindung von optischen und genetischen Methoden. Man führt lichtaktivierbare Proteine in ganz bestimmte Zelltypen von Gastorganismen ein. Diese Zelltypen werden dann durch Licht aktiviert oder deaktiviert. In Algen haben wir einen lichtaktivierten Ionenkanal entdeckt, der mittlerweile ein wesentliches Werkzeug der Optogenetik geworden ist. Führt man solche lichtsensiblen Proteine nun in Nervenzellen ein, kann man durch Licht nicht nur die Zelle selbst aktivieren, sondern auch in neuronalen Netzwerken die Reizübertragung von Zelle zu Zelle auslösen, wie eine Art Kettenreaktion.

Was sind mögliche Therapien, die daraus folgern können?

Hegemann: Die Optogenetik ist vor allem ein analytisches Verfahren. Man kann damit ganz speziell einen Zelltyp untersuchen. Und wenn man die Proteine mit fluoreszierenden Farbstoffen versieht, kann man auch feststellen, welche Zellen mit dieser Zelle in Verbindung stehen - so bekomme ich Informationen über die Kommunikation von Nervenzellen.

Aber es gibt auch zwei Felder für mögliche therapeutische Anwendungen: Zum einen geht es darum, die Sehfähigkeit von erblindeten Patienten wiederzugewinnen. So können lichtempfindliche Proteine, die in sekundäre Netzhautzellen eingeschleust werden, wieder eine einfache Sehfähigkeit herstellen. Ein zweiter Bereich ist die Tiefenhirnstimulation von Parkinson-Kranken. Das bietet sich an, weil die bewegungssteuernden Motorneurone sehr konzentriert im Zentralhirn vorliegen. Anders als mit dem bisherigen Verfahren über Elektrosonden kann man diese Motorneuronen mit optogenetischen Methoden ganz gezielt ansteuern.

Welche Hürden gibt es dabei noch?

Hegemann: Bisher haben wir ja erst Tierversuche, die allerdings auf eine gute Langzeitstabilität hinweisen und auch keine Antigenreaktionen zeigen. Allerdings ist jetzt schon klar, dass etwa bei der Wiederherstellung der Sehfähigkeit die Lichtempfindlichkeit und auch der Regulationsmechanismus eines gesunden Auges nicht erreicht werden. Das heißt, die Patienten bräuchten sehr hohe Lichtintensitäten: Schönes Wetter, draußen. Oder sie benötigen eine Spezialbrille, die Bilder projiziert, die sehr viel heller sind als die reale Umgebung.

Quelle: Hannoversche Allgemeine Zeitung"