Ein Gen-Schalter sorgt für die richtige Durchblutung der Netzhaut

Die normale Funktion der Augen hängt von der geregelten Durchblutung der Netzhaut ab. Das Licht, das ins Auge fällt, durchquert die Hornhaut, die Linse und den Glaskörper und trifft dann auf die Netzhaut, wo es in Nervenimpulse umgewandelt wird. Wird diese von zu wenigen Blutgefäßen unter- oder von zu vielen Blutgefäßen überversorgt, entstehen bestimmte Augenerkrankungen. Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Alfred Nordheim am Interfakultären Institut für Zellbiologie der Universität Tübingen hat bei Experimenten mit Mäusen entdeckt, dass über einen bereits bekannten Faktor, ein Protein, die Gene für das Wachstum der Blutgefäße in der Netzhaut des Auges eingeschaltet werden. Die Wissenschaftler haben durch Ausschalten dieses Faktors einerseits bei neugeborenen, andererseits bei erwachsenen Mäusen bestimmte Krankheitsbilder der Augen künstlich erzeugt. Ihre Erkenntnisse, die aktuell in The Journal of Clinical Investigation veröffentlicht werden, liefern direkte Hinweise auf Augenkrankheiten des Menschen und ergeben konkrete Ansatzpunkte für die Entwicklung von Therapien bei Fehlfunktionen der Netzhaut und des Glaskörpers.

Die Arbeitsgruppe von Professor Alfred Nordheim untersucht den Transkriptionsfaktor SRF (Serum Response Factor) und seine vielfältigen Funktionen schon seit vielen Jahren. Der Faktor bewirkt an zahlreichen Stellen des Erbguts in den Zellen von Tieren, dass bestimmte Gene transkribiert, also abgelesen, werden und setzt so Wachstumsprozesse in Gang. Im Labor haben die Wissenschaftler aufwendige und trickreiche Verfahren entwickelt, um den Faktor SRF beziehungsweise seine Kofaktoren bei Mäusen gezielt in bestimmten Zelltypen oder auch zeitlich bei bestimmten Schritten der Entwicklung des Organismus zu steuern.

In ihrer aktuellen Studie haben die Wissenschaftler den Faktor SRF in den Blutgefäßzellen von Mäuseembryonen oder von neugeborenen und erwachsenen Tieren ausgeschaltet. Bei den neugeborenen Mäusen waren in der Folge die Blutgefäße in der Netzhaut nicht richtig ausgebildet. Ihre Augenprobleme ähnelten stark bestimmten erblichen Formen einer Erkrankung des Glaskörpers und der Netzhaut beim Menschen (Vitreoretinopathie und Norrie-Syndrom). Die betroffenen Kinder erblinden häufig früh. Bei erwachsenen Mäusen hatte die Ausschaltung des Faktors SRF einen umgekehrten Effekt: In der Netzhaut bildeten sich übermäßig viele neue Gefäße, so dass das Auge überversorgt war. Entsprechende Beobachtungen machen Ärzte bei Patienten im höheren Alter bei der altersabhängigen Makuladegeneration (AMD), einer Erkrankung, bei der die Stelle des schärfsten Sehens der Netzhaut zunehmend geschädigt wird und die Sehkraft nachlässt. Dabei treten Gefäßerweiterungen und die Bildung zu vieler neuer Gefäße auf.

„Ich hatte erwartet, dass der Faktor SRF bei der Entwicklung des Gefäßsystems eine Rolle spielt, da er allgemein in vielen Organen dafür sorgt, dass Zellen Ausläufer und Leitungssysteme bilden, zum Beispiel im Nervensystem und im Blutgefäßsystem“, sagt Alfred Nordheim. Doch erstaunlich sei gewesen, wie weitgehend das Erscheinungsbild der Mäuse bei ausgeschaltetem Faktor SRF den Krankheitsbildern bei menschlichen Patienten mit Augenerkrankungen gleiche. „Ich glaube, wir haben ein sehr gutes Modell gefunden, um diese Erkrankungen sehr viel genauer als bisher zu untersuchen“, so der Wissenschaftler. Diese Voraussetzung bilde auch einen wichtigen Schritt für die Erforschung möglicher Therapien.

Die Untersuchungen wurden in Zusammenarbeit mit Forschern am Max-Planck-Institut für Molekulare Biomedizin in Münster (Prof. Adams), dem Forschungsinstitut für Augenheilkunde in Tübingen (Prof. Seeliger), der Pathologie des Tübinger Universitätsklinikums (Prof. Wolburg) und der Universität von Texas, Dallas, USA (Prof. Olson) durchgeführt.

Originalpublikation:
Christine Weinl, Heidemarie Riehle, Dongjeong Park, Christine Stritt, Susanne Beck, Gesine Huber, Hartwig Wolburg, Eric N. Olson, Mathias W. Seeliger, Ralf H. Adams, Alfred Nordheim: Endothelial SRF/MRTF ablation causes vascular disease phenotypes in murine retinae. The Journal of Clinical Investigation, Online-Vorabveröffentlichung 8. April 2013.

Kontakt:
Prof. Dr. Alfred Nordheim
Universität Tübingen
Mathematisch-Naturwissenschaftliche und Medizinische Fakultät
Interfakultäres Institut für Zellbiologie
Telefon +49 7071 29-78898
alfred.nordheimuni-tuebingen.de

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