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Augenkrankheiten - veränderte Zellumgebung als Auslöser?

BiomedizinVeränderte Zellumgebung bei Augenkrankheiten

Durchblutungsstörungen der Netzhaut sind eine häufige Ursache für Erblindungen. Das Gerüst aus Proteinen, das die Zellen umgibt, könnte eine entscheidende Rolle dabei spielen.

Jacqueline Reinhard

Wenn die Netzhaut nicht ausreichend mit Blut versorgt ist, verändert sich das Proteingerüst in der Umgebung der retinalen Zellen, die sogenannte extrazelluläre Matrix. Verschiedene Augenerkrankungen, etwa der Grüne Star, gehen mit solchen Durchblutungsstörungen einher. Wie genau sich die extrazelluläre Matrix dabei umstrukturiert, beschreiben Forscher der Ruhr-Universität Bochum in der Fachzeitschrift „Scientific Reports".

Das Team um Dr. Jacqueline Reinhard und Prof. Dr. Andreas Faissner vom Lehrstuhl für Zellmorphologie und Molekulare Neurobiologie kooperierte für die Studie mit Kolleginnen und Kollegen um Privatdozentin Dr. Stephanie Joachim vom Forschungslabor der Universitäts-Augenklinik Bochum.

Entscheidend für Überleben und Absterben von Zellen
Nicht nur beim Grünen Star (Glaukom), auch bei anderen Augenerkrankungen wird die Retina mangelhaft durchblutet, etwa bei okulären Gefäßverschlüssen oder der diabetischen Retinopathie. Aufgrund des verminderten Blutflusses erhalten die Nervenzellen der Netzhaut nicht ausreichend Sauerstoff und sterben ab. Patienten können dadurch unumkehrbar erblinden.

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Die extrazelluläre Matrix beeinflusst die Zellen, die in sie eingebettet sind. Je nachdem wie die Matrix zusammengesetzt ist, sorgt sie für das Überleben der Zellen oder für deren Absterben. Sie besteht aus einem Proteinmix, den die Zellen selbst bilden und abscheiden.

Verschiedene Proteine betroffen
Im Tiermodell untersuchten die Bochumer Forscher, wie die extrazelluläre Matrix in Netzhaut und Sehnerv zusammengesetzt ist. Sie verglichen schlecht durchblutetes Gewebe mit normal durchblutetem. Im schlecht durchbluteten Sehnerv fanden sich vermehrt Proteine der sogenannten Lectican-Familie. In der minderdurchbluteten Netzhaut kam verstärkt das Protein Fibronectin vor.

Außerdem analysierten die Forscher die Tenascin-Proteine, welche in unterschiedlichen Varianten vorliegen können. Das Ergebnis: Im schlecht durchbluteten Gewebe traten andere Formen auf als im Normalzustand. Insgesamt war der Aufbau der extrazellulären Matrix durch den verminderten Blutfluss stark verändert.

Rolle einzelner Komponenten erforschen
„Zukünftig wollen wir die Rolle einzelner Komponenten der extrazellulären Matrix im Krankheitsverlauf bei bestimmten Durchblutungsstörungen entschlüsseln", sagt Jacqueline Reinhard. Würde man die Veränderungen der extrazellulären Matrix besser verstehen, könnte man auch neurodegenerative Prozesse früher erkennen, vermuten die Autoren der Studie. Eines Tages könnte das auch ein Ansatzpunkt für Therapien sein.

Originalveröffentlichung:
Jacqueline Reinhard, Marina Renner, Susanne Wiemann, Daniel A. Shakoor, Gesa Stute, H. Burkhard Dick, Andreas Faissner, Stephanie C. Joachim: Ischemic injury leads to extracellular matrix alterations in retina and optic nerve, in: Scientific Reports, 2017, DOI: 10.1038/srep43470.

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