Zellkultur des Linsenepithels als Modell für Nachstar bei Kindern

Antragsteller/in: Prof. Dr. med. Daniel J. Salchow, Institution: Abteilung für Kinderaugenheilkunde, Strabismus und Neuroophthalmologie der Augenklinik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Campus Virchow-Klinikum
Fördersumme: 4.500 €
Jahr: 2013

Zusammenfassung
Im Rahmen dieses Projektes wurde 1) die Methodik für die Zellkultur von primären humanen Linsenepithelzellen (pLEC) etabliert und optimiert. Dieses ist ein innovatives Verfahren, da es bisher kaum Forschungen mit diesen Zellen gibt. 2) Wurden Genprofile dieser Zellen erstellt. Die Vorderkapseln von 44 Kindern, die wegen einer Katarakt (grauer Star) operiert wurden, wurden in Zellkultur studiert. Je jünger die Kinder zum Zeitpunkt der Operation, desto erfolgreicher war die Kultur: bei Kindern unter 1 Jahr wuchsen die Zellen in 42% an, bei Kindern die 5 Jahre oder älter waren nur in 6%. Der bei der Nachstarbildung beteiligte Prozess der mensenchymalen Transformation von Linsenepithelzellen wurde daraufhin untersucht, indem zunächst ein Genprofil der pLEC erstellt wurde. Als „epitheliale Marker“ wurden die Gene für Crystallin alpha (CRYAB) und Connexin 43 (Cx43), als „mesenchymale Marker“ die Gene für integrin alpha V (ITGAV), alpha smooth-muscle actin (aSMA), collagen 1 alpha 2 (COL1A2) and fibronectin (FN1) untersucht. Nach Stimulation mit Transforming Growth Factor beta (TGFbeta) verschoben sich die Genprofile in einer Weise, die für die mesenchymale Transformation von pLEC sprechen, wie sie vermutlich bei der Nachstarbildung beteiligt ist. Es gelang uns damit erstmals, an der Nachstarbildung beteiligte Prozesse an pLEC von Kindern zu untersuchen. Anhand der Ergebnisse können weitere Studien und möglicherweise Therapieansätze zur Prophylaxe eines Nachstars untersucht werden.

Identifizierung neuer Krankheitsgene für isolierte und syndromale Retinopathien

Antragsteller/in: Prof. Dr. Hanno Bolz, Uniklinik Köln
Fördersumme: 5.000 €
Jahr: 2015

Zusammenfassung
Aus den abgeschlossenen Projekten resultierten Artikel, die bereits in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht wurden (British Journal of Ophthalmology, IF 2.976; eLife, IF 9.322) oder sich nach jeweils positiver Begutachtung im Revisionsverfahren und vermutlich kurz vor der Veröffentlichung befinden (Human Mutation, IF 5.34; Invest Ophthalmol Vis Sci, IF 3.404). Wir konnten mehrere neue Gene für retinale Krankheitsgene identifizieren und darüber hinaus neue Genotyp-Phänotyp-Zusammenhänge definieren. Beides erweitert die Möglichkeiten der Diagnostik, legt aber durch einen verbesserten Einblick in die Pathomechanismen (so stellte sich bei einigen Phänotypen heraus, dass es sich um retinale Ziliopathien handelt) auch die Grundlage für therapeutische Strategien. Beides geht z. B. im Falle unserer Arbeit zu einem neuen Syndrom, das auf PEX6-Mutationen beruht, „Hand in Hand“. Hier resultiert aus der Identifizierung der genetischen Ursache unmittelbar eine therapeutische Option (Phytansäure-arme Diät). In den noch laufenden Projekten wurden neue Genorte – und in einigen Fällen vermutlich neue Gene – für Netzhauterkrankungen identifiziert. Diese vorläufigen Ergebnisse werden gegenwärtig durch weitere (u.a. funktionelle) Untersuchungen ergänzt.

Die Rolle des USH1G-Proteins SANS beim intrazellulären Transport in retinalen Photorezeptorzellen

Antragsteller/in: Prof. Dr. Uwe Wolfrum, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Fördersumme: 1.000 €
Jahr: 2011

Zusammenfassung
Das Usher-Syndrom (USH) ist die häufigste Ursache für kombinierte erbliche Blind- und Taubheit. Klinisch wird USH aufgrund des Schweregrads und des Zeitpunkts des Eintretens der Erkrankung in drei Subtypen (USH1-3) eingeteilt. Das Usher-Syndrom ist genetisch betrachtet sehr komplex und bislang wurden 12 Loci und 9 der verursachenden Gene identifiziert. Für die Validierung von fundierten Therapiekonzepten einer genetischen Erbkrankheit ist das Verständnis der Funktion der krankheitsverursachenden Genprodukte/Proteine notwendig.

Im vorliegenden Projekt soll die Funktion des USH1G-Proteins (SANS) in der (Photorezeptor-)Zelle untersucht werden. Vorarbeiten haben gezeigt, dass vielfältige Proteine in ein sogenanntes Usher-Protein-Netzwerk integriert sind. Ziel des Projekts ist es, die bisher ansatzweise aufgedeckten Ursachen des Usher-Syndroms auf zellbiologischer Ebene weiter zu erforschen.

Darüber hinaus hat ein Erkenntnisgewinn auf zellbiologischer Ebene auch unmittelbare Auswirkungen auf die humangenetische Diagnostik für die Betroffenen selbst. Mit dem Wissen um die Funktionsweise der Proteine kann den Betroffenen in der humangenetischen und klinischen Praxis eine umfassende Diagnostik angeboten werden. Zudem stellen die aus den Untersuchungen der Grundlagenforschung gewonnenen Ergebnisse die essentielle Basis für die Entwicklung und Vorbereitung von fundierten Therapiestrategien dar.

Kontakt
Sorusch, Nasrin, Dipl.-Biol.
Institut für Zoologie, Abt. Zell- und Matrixbiologie,
Johannes Gutenberg-Universität, Müllerweg 6, 55099 Mainz
Betreuer: Univ.-Prof. Dr. Uwe Wolfrum

Entwicklung eines gentherapeutischen Ansatzes zur Behandlung von Makuladegenerationen aufgrund von Mutationen im hBEST1 Gen

Antragsteller/in: Prof. Dr. med. Birgit Lorenz, Dr. rer. medic. Markus Preising und Dr. Dr. med. vet. Knut Stieger, Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Justus-Liebig Universität Gießen
Fördersumme: 1.500 €
Jahr: 2010

Zusammenfassung
M. Best (VMD2) ist eine autosomal dominant vererbte juvenile vitelliforme Makuladegeneration, die sich durch charakteristische Ablagerungen in der Makula auszeichnet. Der M. Best wird durch Mutationen im hBEST1 Gen verursacht. Genträger können klinisch unauffällig bleiben (reduzierte Penetranz), was z.T. mit der Mutation korreliert. Spielarten der hBEST1 Mutationen sind die autosomal dominante Vitreoretinochoroidopathie (ADVIRC) und die autosomal rezessive Bestrophinopathie (ARB).

Das Genprodukt des hBEST1 kodiert für eine regulatorische Untereinheit eines Chloridionen-Kanals. Ionenkanäle sind multimere Proteinkomplexe, deren Integrität notwendig für ihre Funktion ist. In diesem Zusammenhang sind alle missense Mutationen potentiell als pathologisch einzustufen, da sie die Interaktion der hBEST1 Untereinheiten mit den kanalbildenden Untereinheiten stören. Die klinischen Daten zur autosomal rezessiven Bestrophinopathie, die als Folge eines vollständigen Funktionsverlustes des hBEST1 gesehen wird, stützen diese Einschätzung.

Ziel des Projektes
1. Die Wirkmechanismen der VMD2, ADVIRC, und ARB Mutationen sind bislang nicht ausreichend beschrieben. Untersuchungen an hBEST1 Mutationen auf ihr pathogenes Potenzial sind daher notwendig. Bei VMD2 sind die Überprüfung der Interaktionen zwischen den hBEST1 Monomeren mit dem Chloridionenkanal sowie ihre Lokalisation in den Zellmembranen das Ziel der Untersuchungen. Bei ADVIRC- und ARB-Mutationen sind Art und Menge der mRNA kritische Faktoren und sollen daher näher untersucht werden. Die Definition der Effekte der Mutationen ist notwendig, um die Phänotypen besser zu verstehen und um geeignete Gentherapieansätze zu entwickeln. Das Prüfverfahren kann im Weiteren zur Beurteilung neu identifizierter Mutationen eingesetzt werden.

2. Mutationen, die kein Genprodukt erzeugen, sind für eine Gentherapie leichter zugänglich. Hier kann theoretisch eine Gen-Additionstherapie die Progression der Erkrankung aufhalten. Daher ist das Fernziel die Entwicklung viraler Vektoren, die in der Lage sind, hBEST1 in RPE-Zellen zu exprimieren.

3. Mutationen mit dominant negativer Wirkung stören das Kanalgefüge durch ihre Anwesenheit. Eine erfolgreiche Gentherapie dieser Mutationen setzt voraus, dass die mutierten Genprodukte entfernt werden. Dazu sollen virale Vektoren entwickelt werden, die spezifische siRNA-Moleküle exprimieren, um die mRNA der dominanten Mutationen des hBEST1 zu inaktivieren. Danach soll mit den viralen Vektoren aus Projektziel 2 die Genfunktion wieder hergestellt werden. Die Erfolgskontrolle erfolgt über das in Projektziel 1 eingesetzte Prüfverfahren.

Die Projektziele dieses Antrags sind darauf ausgerichtet, die Grundlagen für eine gentherapeutische Anwendung in Tiermodellen und anschließend beim Menschen zu schaffen. Dazu sollen die hier entwickelten Vektoren nach erfolgreichen in vitro Tests zunächst in transgenen Mausmodellen und anschließend in natürlich vorkommenden Großtiermodellen (Hund) eingesetzt werden, um so die Anwendung beim Menschen vorzubereiten.

Kontakt
Prof. Dr. med. Birgit Lorenz, Direktorin der Klinik
Dr. rer. medic. Markus Preising, Dipl.-Biol., Leiter des Labors für molekulare Ophthalmologie
Dr. Dr. med. vet. Knut Stieger, Projektleiter Gentherapie
Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Justus-Liebig Universität Giessen, Universitätsklinikum Gießen und Marburg GmbH, Standort Gießen
Friedrichstrasse 18
35392 Gießen

Identifizierung neuer Krankheitsgene in blutsverwandten Familien mit Netzhauterkrankungen (Fortsetzungsantrag von 2011)

Antragsteller/in: PD Dr. Hanno Bolz, Uniklinik Köln
Fördersumme: 5.000 €
Jahr: 2012

Zusammenfassung
Gegenstand des Projektes ist die Identifizierung neuer ursächlicher Gene für erbliche Netzhauterkrankungen. Retinitis pigmentosa (RP) ist eine der führenden Erblindungsursachen in den Industrieländern und damit von großer – auch wirtschaftlicher – Bedeutung. Die Aufklärung der zu Grunde liegenden Pathomechanismen ist daher wichtig und durch die Identifizierung der jeweiligen Gene erreichbar. Dies wird durch deutliche Fortschritte bei der Entwicklung (gen)therapeutischer Ansätze immer bedeutsamer. Zum einen werden isolierte Formen (ohne Symptome in anderen Organsystemen: Autosomal-rezessiv vererbte RP, Lebersche congenitale Amaurose/LCA als Frühform von RP) untersucht, darüber hinaus aber auch syndromale, bei denen weitere Krankheitszeichen (z. B. Hirnfehlbildungen) vorliegen.

1. Identifizierung eines neuen Genortes für rezessive RP
Die Homozygotiekartierung (s.u.) in einer großen pakistanischen Familie mit RP ergab zwei Kandidatenregionen auf den Chromosomen 1 und 9. In keiner der beiden Regionen befinden sich bekannte RP-Gene, sodass die weitere genetische Aufklärung in dieser Familie vermutlich zur Identifizierung eines neuen RP-Gens führen wird. Die Chromosom 1-Region ist klein und Gen-arm. Die Chromosom 9-Region ist deutlich größer, umfasst zahlreiche Gene und daher die, die wahrscheinlich das Krankheitsgen enthält. Ein großer Teil der Gene beider Regionen wurde nun durch DNA-Sequenzierung untersucht, wobei einige Veränderungen auffielen, die nicht als Normvarianten annotiert sind. Diese werden nun im Sinne einer Vorauswahl darauf untersucht, ob sie bei allen Erkrankten der Familie – wie beim tatsächlichen Krankheitsgen „zu fordern wäre“ – auf beiden Genkopien vorliegen. Im Optimalfall könnte so in Kürze das ursächliche Gen identifiziert werden.

2. Identifizierung einer neuen RPE65-Mutation in einer ägyptischen LCA-Familie
In einer weiteren Familie identifizierte die Kopplungsanalyse mögliche Krankheitsgenorte auf den Chromosomen 1 und 7.
Die Kandidatenregion auf Chromosom 1 enthält ein bekanntes LCA-Gen, RPE65. Die Sequenzierung dieses Gens ergab tatsächlich eine eindeutige, bislang in der Literatur nicht beschriebene Mutation, die bei allen Betroffenen homozygot vorliegt. Damit wurde in dieser Familie zwar kein neues LCA-Gen gefunden, die neue RPE65-Mutation gibt jedoch einen ersten Einblick in die Ursache von LCA in Ägypten, wo die Erkrankung aufgrund der häufigen elterlichen Blutsverwandtschaft (ca. 70% der Partnerschaften in ländlichen Gebieten) oft vorkommt. Darüber hinaus handelt es sich bei RPE65 um das Gen, das bereits einer Gentherapie zugänglich ist (s.o.), sodass sich hieraus ein unmittelbarer Nutzen für die betroffene Familie ergeben kann.

3. Identifizierung einer neuen RDH12-Mutation in einer ungarischen Familie mit Zapfendystrophie
In einer ungarischen Familie mit zentral betonter Netzhautdegeneration fanden wir eine neue Mutation, die das katalytische Zentrum des RDH12-Enzyms betrifft und dessen Funktion nach computergestützter Modellierung maßgeblich beeinträchtigt. Die Ergebnisse befinden sich aktuell in Vorbereitung zur Publikation.

4. Identifizierung von chromosomalen Kandidatenregionen in weiteren Familien mit Netzhauterkrankungen

Über die unter 1. aufgeführten neuen RP-Genorte auf den Chromosomen 1 und 9 hinaus konnten für verschiedene autosomal-rezessiv vererbte Syndrome mit Netzhautdegenerationen durch Homozygotiekartierung Kandidatengenorte identifiziert werden, die aktuell wie unter 1. geschildert überprüft werden.

Kontakt
PD Prof. Dr. med. Hanno J. Bolz
Bioscientia Zentrum für Humangenetik
Konrad-Adenauer-Str. 17
55218 Ingelheim

Affiliiert mit: Institut für Humangenetik
Universitätsklinikum Köln
Kerpener Str. 34
50931 Köln

Identifizierung neuer Krankheitsgene in blutsverwandten Familien mit Netzhauterkrankungen

Antragsteller/in: PD Dr. Hanno Bolz, Uniklinik Köln
Fördersumme: 5.035 €
Jahr: 2011

Zusammenfassung
Gegenstand des Projektes ist die Identifizierung neuer ursächlicher Gene für erbliche Netzhauterkrankungen. Retinitis pigmentosa (RP) ist eine der führenden Erblindungsursachen in den Industrieländern und damit von großer – auch wirtschaftlicher – Bedeutung. Die Aufklärung der zu Grunde liegenden Pathomechanismen ist daher wichtig und durch die Identifizierung der jeweiligen Gene erreichbar. Dies wird durch deutliche Fortschritte bei der Entwicklung (gen)therapeutischer Ansätze immer bedeutsamer. Zum einen werden isolierte Formen (ohne Symptome in anderen Organsystemen: Autosomal-rezessiv vererbte RP, Lebersche congenitale Amaurose/LCA als Frühform von RP) untersucht, darüber hinaus aber auch syndromale, bei denen weitere Krankheitszeichen (z. B. Hirnfehlbildungen) vorliegen.

1. Identifizierung eines neuen Genortes für rezessive RP
Die Homozygotiekartierung (s.u.) in einer großen pakistanischen Familie mit RP ergab zwei Kandidatenregionen auf den Chromosomen 1 und 9. In keiner der beiden Regionen befinden sich bekannte RP-Gene, sodass die weitere genetische Aufklärung in dieser Familie vermutlich zur Identifizierung eines neuen RP-Gens führen wird. Die Chromosom 1-Region ist klein und Gen-arm. Die Chromosom 9-Region ist deutlich größer, umfasst zahlreiche Gene und daher die, die wahrscheinlich das Krankheitsgen enthält. Ein großer Teil der Gene beider Regionen wurde nun durch DNA-Sequenzierung untersucht, wobei einige Veränderungen auffielen, die nicht als Normvarianten annotiert sind. Diese werden nun im Sinne einer Vorauswahl darauf untersucht, ob sie bei allen Erkrankten der Familie – wie beim tatsächlichen Krankheitsgen „zu fordern wäre“ – auf beiden Genkopien vorliegen. Im Optimalfall könnte so in Kürze das ursächliche Gen identifiziert werden.

2. Identifizierung einer neuen RPE65-Mutation in einer ägyptischen LCA-Familie
In einer weiteren Familie identifizierte die Kopplungsanalyse mögliche Krankheitsgenorte auf den Chromosomen 1 und 7.
Die Kandidatenregion auf Chromosom 1 enthält ein bekanntes LCA-Gen, RPE65. Die Sequenzierung dieses Gens ergab tatsächlich eine eindeutige, bislang in der Literatur nicht beschriebene Mutation, die bei allen Betroffenen homozygot vorliegt. Damit wurde in dieser Familie zwar kein neues LCA-Gen gefunden, die neue RPE65-Mutation gibt jedoch einen ersten Einblick in die Ursache von LCA in Ägypten, wo die Erkrankung aufgrund der häufigen elterlichen Blutsverwandtschaft (ca. 70% der Partnerschaften in ländlichen Gebieten) oft vorkommt. Darüber hinaus handelt es sich bei RPE65 um das Gen, das bereits einer Gentherapie zugänglich ist (s.o.), sodass sich hieraus ein unmittelbarer Nutzen für die betroffene Familie ergeben kann.

3. Identifizierung einer neuen RDH12-Mutation in einer ungarischen Familie mit Zapfendystrophie
In einer ungarischen Familie mit zentral betonter Netzhautdegeneration fanden wir eine neue Mutation, die das katalytische Zentrum des RDH12-Enzyms betrifft und dessen Funktion nach computergestützter Modellierung maßgeblich beeinträchtigt. Die Ergebnisse befinden sich aktuell in Vorbereitung zur Publikation.

4. Identifizierung von chromosomalen Kandidatenregionen in weiteren Familien mit Netzhauterkrankungen

Über die unter 1. aufgeführten neuen RP-Genorte auf den Chromosomen 1 und 9 hinaus konnten für verschiedene autosomal-rezessiv vererbte Syndrome mit Netzhautdegenerationen durch Homozygotiekartierung Kandidatengenorte identifiziert werden, die aktuell wie unter 1. geschildert überprüft werden.

Kontakt
PD Prof. Dr. med. Hanno J. Bolz
Bioscientia Zentrum für Humangenetik
Konrad-Adenauer-Str. 17
55218 Ingelheim

Affiliiert mit: Institut für Humangenetik
Universitätsklinikum Köln
Kerpener Str. 34
50931 Köln

Tastsinn bei Taubblinden

Antragsteller/in: Prof. Dr. Manfred Gross, Charité – Universitätsmedizin Berlin
Fördersumme: €
Jahr: 2009

Zusammenfassung
Das Projekt geht aus von einer eigenen Studie über die Entwicklung beim Erwerb der Mechanotransduktion durch Spinalganglien sensorischer Neurone und basiert auf einem SFB-Projekt im Sonderforschungsbereich 665 (Entwicklungsführung im Nervensystem).
Dabei wurde aufgesetzt auf der Beobachtung der eigenen Arbeitsgruppe an 2 unkonventionellen Myosinproteinen. Diese führen bei Mutation zur Hörstörung bei Mensch und Maus, werden aber auch für die Adaptation des sensorischen Transduktionsprozesses in den Mechanorezeptoren der Haut benötigt. Die in Frage kommenden Gene Myo 7a und Myo 6 führen bei Mutation zu einer angeborenen Schwerhörigkeit und auch zur Erblindung beim Menschen.

Die Arbeitshypothese des Projektes ist, dass – vergleichbar zu den sensorischen Haarzellen des Ohres -, der Aufbau mechanotransduktorischer Komplexe in sensorischen Ganglienzellen durch die Aktivität unkonventioneller Myosin-Motor-Proteine geschieht. Neben den reinen Laboruntersuchungen, wobei elektrophysiologische Methoden entwickelt und angewandt werden, um den genauen zeitlichen Ablauf des Erwerbs mechanosensitiver Kanäle durch sensorische Neurone während der Mausentwicklung zu bestimmen, wurde auf der klinischen Seite eine Reihe von Teilprojekten initiiert, die mit diesen experimentellen Untersuchungen einhergehen.

Im Rahmen der klinischen Projekte wurde eine Sprechstunde für Taubblinde (Patienten mit Usher-Syndrom) eingerichtet. In dieser Sprechstunde wird einerseits den Patienten eine in Deutschland einmalige Krankenversorgung multidisziplinärer Betreuung angeboten. Zusätzlich wird den Patienten die Möglichkeit eröffnet, an verschiedenen Studien teilzunehmen, die die Prüfung des Tastsinns vornehmen. Da gerade für taubblinde Patienten der Tastsinn von besonderer Bedeutung ist, ergänzen sich hier Forschung und Krankenversorgung mit einem engen Bezug zur täglichen Praxis in hervorragender Form.

Kontakt
Manfred Gross, M.D., Ph.D., MBA
Professor and Chairman, Head, Dean of Student Affairs
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Dept. of Audiology and Phoniatrics
Campus Virchow-Klinikum
Augustenburger Platz 1
13353 Berlin

Bedeutung des Phytansäurespiegels im Serum für den Schwergrad des Usher-Syndroms

Antragsteller/in: Prof. Dr. med. Klaus Rüther, Charité-Augenklinik, Campus Virchow-Klinikum
Fördersumme: €
Jahr: 2009

Zusammenfassung
Die Refsum-Erkrankung (OMIM® # 266500) ist eine sehr seltene Erkrankung, die durch einen erhöhten Phytansäurespiegel im Serum gekennzeichnet ist. Dieser führt zu einem Symptomenkomplex mit den Kardinalsymptomen Retinitis pigmentosa, zerebelläre Ataxie, Schwerhörigkeit und chronische Polyneuropathie. Durch eine Diät kann der Erkrankungsverlauf günstig beeinflusst werden.
Pathophysiologisch ist u. a. davon auszugehen, dass sich ein erhöhter Phytansäurespiegel negativ auf die Zellmembran-Funktion und -Stabilität auswirkt und die Phytansäure mit anderen, strukturell ähnlichen Metaboliten interferiert. Beides führt zur Zellschädigung und damit auch zur Retinitis pigmentosa und Innenohrschwerhörigkeit. Daraus ergibt sich die Hypothese, dass der Phytansäurespiegel im Serum ein Faktor für den Schweregrad einer primären Netzhautdystrophie und Innenohrschwerhörigkeit wie bei Usher-Syndrom sein kann. Der Schweregrad des Usher-Syndroms ist sehr variabel und keinesfalls allein von der genetischen Ursache, sondern auch von sekundären Faktoren abhängig.
Geplant ist daher, bei 120 Usher-Patienten einen möglichen Zusammenhang zwischen Phytansäurespiegel im Serum und dem Schweregrad der Erkrankung zu untersuchen. Wichtiger Zweitaspekt dieses Vorgehens ist die Identifikation bisher nicht diagnostizierter Refsum-Erkrankungen.

Problemstellung
Erbliche Netzhaudegenerationen wie das Usher-Syndrom, die Retinits pigmentosa (RP), Zapfen-Stäbchendystrophie und die juvenile Makuladystrophie sind seltene Erkrankungen (Prävalenz zusammen ca. 1:3000) und führen im Laufe des Lebens zu erheblichen Einschränkungen des Sehens. Kardinalsymptome sind Nachtblindheit, Blendempfindlichkeit, Gesichtsfeldausfälle und Sehschärfe-minderung. Jenseits des 40. Lebensjahrs führen diese Erkrankungen oftmals zur Erblindung im Sinne des Gesetzes, in einigen Fällen auch zur Schwarzblindheit. Die molekulargenetische Forschung war in den vergangenen Jahren sehr erfolgreich, und es konnten über 180 Genorte und mehr als 120 verursachende Gene identifiziert werden (http://www.sph.uth.tmc.edu/Retnet/). Für die 3 Unterformen des Usher-Syndroms konnten bisher 10 Gene identifiziert werden. Trotz dieses Erfolgs ist in der Mehrzahl der Fälle die Pathophysiologie nicht bekannt, etablierte Therapieverfahren stehen nicht zur Verfügung.

Ein für den Patienten sehr wichtiger Aspekt ist der große Unterschied des Schweregrads der Erkrankung. Genotyp-Phänotyp-Korrelationen zeigten, dass dieser keinesfalls allein vom Genotyp abgeleitet werden kann. Somit müssen Faktoren postuliert werden, die neben dem primären Gendefekt den Schweregrad bestimmen. Denkbar sind genetische und nicht genetische Faktoren wie z.B. Umwelteinflüsse. Die Erforschung dieser modulierenden Einflüsse ist von entscheidender Bedeutung, da durch sie der Krankheitsverlauf theoretisch günstig beeinflusst werden kann und damit eine schwere Sehbehinderung evtl. hinausgeschoben werden kann. Nahe liegende Faktoren wie etwa die Lichtbelastung über die Lebenszeit konnten zumindest beim Menschen nicht als Modulator des Schweregrads der Erkrankung identifiziert werden.

Die Identifikation sowohl genetischer als auch nicht-genetischer modulierender Faktoren ist sehr aufwändig. Es liegt daher nahe, bekannte Faktoren auszuschließen bzw. nachzuweisen. Ein solcher Faktor ist der Phytansäurespiegel im Serum. Ist er durch einen Defekt der α-Oxidation der Phytansäure im Serum stark erhöht, führt dieses z.B. zur Refsum-Erkrankung. Die Refsum-Erkrankung ist sehr selten (wahrscheinlich weniger als 100 Betroffene in Deutschland) und durch eine Vielzahl von Symptomen gekennzeichnet, wobei Retinitis pigmentosa, Innenohrschwerhörigkeit, zerebelläre Ataxie und chronische Polyneuropathie im Vordergrund stehen (Zusammenfassung in [4]). Es handelt sich somit um eine Erkrankung, bei der die Ursache für die sekundäre Netzhautdegeneration bekannt ist und diese Netzhautdegeneration sich klinisch nicht von einer primären Retinitis pigmentosa unterscheidet. Hinsichtlich der Pathophysiologie existieren u.a. folgende Hypothesen: (i) Membranschädigung, (ii) Interferenz zwischen der Phytansäure und anderen zellulären Metaboliten, z.B. dem 11-cis Retinol, (iii) Einfluss der Phytansäure auf die Genexpression [5]. Damit ist der Phytansäurespiegel im Serum ein potenzieller sekundärer Faktor für den Schwergrad der Retinitis pigmentosa. Es erscheint somit als sinnvoll und nahe liegend, den Phytansäurespiegel bei Patienten mit bekanntem Usher-Syndrom zu bestimmen und mit dem Schweregrad der Erkrankung zu korrelieren.

Ein nicht unwichtiger Nebenaspekt ist die mögliche Entdeckung bisher nicht bekannter Refsum-Erkrankungen unter den untersuchten Usher-Patienten. Dieses ist leider nicht unwahrscheinlich, da es Hinweise gibt, dass der Zeitraum zwischen erstmaligem Augenarztbesuch und der definitiven Diagnose einer Refsum-Erkrankung im Mittel 11 Jahre beträgt. In einem solchen Fall könnte dem Patienten durch die phytansäurearme Diät die Möglichkeit der Erkrankungsverlangsamung eröffnet werden.

Folgende Arbeitsschritte sind geplant

  • Auswahl und Einarbeitung einer/s Doktorandin/en
  • Vereinbarung zur kostengünstigen Bestimmung der Phytansäure im Serum mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie.
  • Rekrutierung ca. 125 kooperationswilliger Usher-Patienten über die Pro Retina und insbesondere die Usher-Gruppe Berlin durch Email, direkte Ansprache und Besuch von Mitgliederversammlungen.
  • Verifizierung der Diagnose Usher-Syndrom an Hand von Diagnose-Unterlagen.
  • Operationalisierung des Schweregrads der Erkrankung an Hand von Diagnose-Unterlagen mit den Eckpunkten: (i) Erkrankungsbeginn; (ii) Netzhautpotenziale (Elektroretinogramm); (iii) Ausmaß der Gesichtsfeldeinschränkung; (iv) Verminderung der Sehschärfe; (v) Ton- und Sprach-Audiogramm (vi) Grad der Behinderung oder Beginn der Blindengeldzahlung
  • Korrelation zwischen Phytansäurespiegel im Serum und Schweregrad des Usher-Syndroms
  • Veröffentlichung der Ergebnisse

Kontakt
Prof. Dr. med. Klaus Rüther
Charité-Augenklinik, Campus Virchow-Klinikum
Augustenburger Platz 1
13353 Berlin

Entwicklung eines Modells zur Errechnung von Kataraktoperationen

Antragsteller/in: Christoffel-Blindenmission (CBM)
Fördersumme: €
Jahr: 2009

Zusammenfassung
Das Projekt ist eine „Studie zur Entwicklung eines für alle Länder anwendbaren Modells zur Errechnung der notwendigen Anzahl von Kataraktoperationen“. Hierbei wird, basierend auf demographischen und epidemiologischen Daten und der praktischen Erfahrung von Verantwortlichen im Gesundheitswesen, ein entsprechendes Datenerfassungs- und Analysemodell entwickelt, das eine bessere Grundlage für die Planung von Augengesundheits-Programmen bieten wird.

Das Forschungsteam am ICEH hat in diesem Jahr fundierte Vorarbeiten unternommen, so dass das mathematische Modell derzeit weiter entwickelt und verifiziert wird. Im nächsten Jahr soll das Modell etabliert und an die entscheidenden Stellen wie z. B. Gesundheitsministerien verteilt werden.

Für mehrere CBM-Partnerorganisationen wird die Anwendung des Modells eine deutlich effektivere Planung von Kataraktbehandlungen ermöglichen. Deshalb wird die CBM das Projekt im Jahr 2010 mit 17.902 Britischen Pfund bzw. 20.405 Euro fördern.

Auch dieses Projekt wird vom International Centre for Eye Health (ICEH) an der London School of Hygiene and Tropical Medicine durchgeführt, wie auch bereits die beiden letzten Forschungsprojekte, die von der Marie-Louise Geissler-Stiftung gefördert worden sind.

Medizinisches Forschungsprogramm – Kinderblindheitsstudie

Antragsteller/in: CBM Christoffel-Blindenmission Deutschland e. V.
Fördersumme: €
Jahr: 2007, 2008, 2009

Zusammenfassung
Die Christoffel-Blindenmission(CBM) führt in über 1.000 Projekten weltweit augenmedizinische Dienste, Präventions- und Rehabilitationsmaßnahmen für Blinde und Sehbehinderte, aber auch für Gehörlose und Menschen mit anderen Behinderungen sowie Bildungsmaßnahmen für betroffene Kinder und Ausbildungsprogramme für einheimisches medizinisches Fachpersonal durch.

In Zusammenarbeit mit der Weltgesundheitsorganisation(WHO) hat die CBM u. a. die Kampagne Vision 2020 – Das Recht auf Augenlicht ins Leben gerufen, um vermeidbare Blindheit bis zum Jahr 2020 weltweit auszurotten. 80 % aller Fälle von Blindheit wären vermeidbar und 90 % der Betroffenen leben in der sog. Dritten Welt.

Ein zentraler Gegenstand dieser Forschung ist eine Untersuchung zu Kinderblindheit. Die CBM unterstützt dieses Forschungsprojekt langfristig und ist dabei auf finanzielle Hilfen von Förderstiftungen und Spenden angewiesen.