Neue Wärmebehandlung könnte trockene Makuladegeneration verlangsamen und vor Sehverlust schützen

Die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) betrifft eine enorme Zahl älterer Menschen. Etwa ein Drittel der über 80-Jährigen leidet an AMD. In den USA leben rund 20 Millionen Menschen ab 40 Jahren mit der Erkrankung. Auch in Europa stellt AMD ein bedeutendes Gesundheitsproblem dar: Schätzungen zufolge sind in der Europäischen Union derzeit rund 67 Millionen Menschen von einer Form der Erkrankung betroffen, und aufgrund der alternden Bevölkerung dürfte diese Zahl in den kommenden Jahrzehnten weiter steigen.

In den meisten Fällen handelt es sich um die trockene Form der AMD. Sie schreitet in der Regel langsam voran, kann aber im Laufe der Zeit das zentrale Sehvermögen beeinträchtigen, sodass es schwieriger wird, Gesichter zu erkennen, zu lesen, Auto zu fahren oder den Blick auf Objekte direkt vor sich zu fokussieren. Trotz der hohen Prävalenz der trockenen AMD haben Ärzte nach wie vor nur begrenzte Möglichkeiten, sie frühzeitig zu stoppen. Eine Studie der Aalto-Universität weist auf eine andere Strategie hin. Anstatt zu versuchen, geschädigte Zellen zu ersetzen, nachdem der Sehverlust bereits fortgeschritten ist, untersuchen die Forscher, ob sie anfälligen Augenzellen dabei helfen können, sich selbst zu verteidigen und zu reparieren, bevor die Krankheit schwere Schäden verursacht.

Alternden Augenzellen helfen, sich zu wehren

Der Ansatz nutzt sorgfältig kontrollierte Wärme, die mittels Nahinfrarotlicht abgegeben wird. Das Ziel besteht darin, das Gewebe im Augenhintergrund gerade so weit sanft zu erwärmen, dass die natürlichen Reparaturmechanismen aktiviert werden, ohne dabei Schaden anzurichten. Professor Ari Koskelainen erklärt, die Idee sei, die Schutzmechanismen in den betroffenen Zellen zu stärken. „Die Zellfunktionalität und die Schutzmechanismen schwächen sich mit zunehmendem Alter ab, wodurch der Fundus [die innere Oberfläche im Augenhintergrund] starkem oxidativem Stress ausgesetzt ist“, erklärt er. „Freie Sauerstoffradikale schädigen Proteine, was dazu führt, dass diese sich fehlfalten und aggregieren; daraufhin beginnen sich fettige Proteinablagerungen, sogenannte Drusen, anzusammeln, was das wichtigste diagnostische Kriterium für die trockene Form der altersbedingten Makuladegeneration ist.“

Diese fettigen Proteinablagerungen, bekannt als Drusen, sind ein wichtiges Warnzeichen für die trockene AMD. Wenn sie sich ansammeln, können sie die Gesundheit der Netzhaut beeinträchtigen, insbesondere der Makula, dem Teil des Auges, der für das scharfe zentrale Sehen verantwortlich ist. Die Methode des Aalto-Teams ist für die frühe Diagnosephase konzipiert, in der möglicherweise noch Zeit bleibt, den Krankheitsverlauf zu verlangsamen oder möglicherweise aufzuhalten. Das ist der Hauptgrund, warum die Arbeit Aufmerksamkeit erregt hat. Sie zielt auf die Schädigung ab, bevor diese verheerende Ausmaße annimmt.

Warum Wärme helfen könnte

Der Einsatz von Wärme in der Netzhaut ist nicht einfach. Das Gewebe darf nur um wenige Grad erwärmt werden, und der Augenhintergrund lässt sich nur schwer direkt messen. Steigt die Temperatur über etwa 45 Grad Celsius, können Netzhautzellen dauerhaft geschädigt werden. Um dieses Problem zu lösen, entwickelten die Forscher ein System, das das Gewebe mithilfe von Nahinfrarotlicht erwärmen und gleichzeitig die Temperatur in Echtzeit überwachen kann. Diese präzise Kontrolle ist entscheidend, da die Behandlung nur innerhalb eines engen therapeutischen Fensters wirksam und sicher ist. Die Wärme soll das Gewebe nicht zerstören, sondern als kontrolliertes biologisches Stresssignal wirken. Wissenschaftler sprechen von einem milden Hitzeschock. Ein solcher Reiz kann zelluläre Schutzprogramme aktivieren, die bei jungen Organismen sehr effektiv arbeiten, im Alter jedoch zunehmend nachlassen. Eine der wichtigsten Reaktionen ist die Bildung sogenannter Hitzeschockproteine (Heat Shock Proteins, HSPs). Diese Proteine fungieren als molekulare Chaperone – eine Art Qualitätskontrolle der Zelle. Sie überwachen die korrekte Faltung neu gebildeter Proteine, stabilisieren geschädigte Eiweiße und helfen dabei, fehlgefaltete Proteine wieder in ihre funktionsfähige Struktur zurückzuführen. Gerade in der alternden Netzhaut ist dies von Bedeutung, da oxidativer Stress zu einer zunehmenden Anhäufung beschädigter Proteine führt.

Bei der trockenen altersbedingten Makuladegeneration entstehen durch freie Sauerstoffradikale Schäden an Zellbestandteilen. Proteine können ihre normale Struktur verlieren, verklumpen und schließlich Ablagerungen bilden, die als Drusen bekannt sind. Diese Ablagerungen gelten als eines der charakteristischen Merkmale der Erkrankung und stehen mit einer fortschreitenden Schädigung der Netzhaut in Verbindung. Hitzeschockproteine können diesen Prozess auf mehreren Ebenen beeinflussen. Sie unterstützen die Reparatur geschädigter Eiweiße, verhindern die Bildung größerer Proteinaggregate und markieren irreparabel beschädigte Moleküle für den Abbau. Dadurch wird die Belastung der Zelle reduziert und ihre Funktionsfähigkeit länger erhalten. Darüber hinaus scheint die kontrollierte Erwärmung einen weiteren wichtigen Schutzmechanismus zu aktivieren: die Autophagie. Dieser Begriff bedeutet wörtlich „Selbstverdauung“ und beschreibt das körpereigene Recyclingsystem der Zelle. Beschädigte Proteine, defekte Mitochondrien und andere Zellabfälle werden dabei in spezielle Membranstrukturen eingeschlossen und anschließend in sogenannten Lysosomen enzymatisch zerlegt. Die dabei entstehenden Bausteine können von der Zelle erneut genutzt werden.

Mit zunehmendem Alter nimmt die Effizienz der Autophagie jedoch ab. Dadurch sammeln sich zelluläre Abfallprodukte an, was Entzündungsprozesse, oxidativen Stress und Gewebeschäden weiter verstärken kann. Viele Forscher betrachten die gestörte Autophagie heute als einen wichtigen Faktor bei altersbedingten Erkrankungen, darunter auch die trockene AMD. Die Forscher der Aalto-Universität konnten in ihren Tierexperimenten zeigen, dass die milden Hitzeschocks sowohl die Produktion von Hitzeschockproteinen als auch die Aktivität der Autophagie steigern. Dadurch werden zwei zentrale zelluläre Schutzsysteme gleichzeitig angeregt: die Reparatur beschädigter Proteine und die Beseitigung von Zellabfällen. Die Hoffnung ist, dass sich dadurch die Widerstandsfähigkeit der Netzhautzellen erhöht und der Krankheitsprozess bereits in einem frühen Stadium verlangsamt werden kann, bevor es zu einem irreversiblen Verlust des zentralen Sehvermögens kommt.

Das Reinigungssystem der Zelle aktivieren

Wenn beschädigte Proteine bereits verklumpt sind oder Zellbestandteile irreparabel geschädigt wurden, greift ein anderer Schutzmechanismus der Zelle ein: die Autophagie. Der Begriff bedeutet „Selbstverdauung“ und beschreibt das körpereigene Recyclingsystem der Zelle. Für die Aufklärung seiner grundlegenden Mechanismen erhielt Yoshinori Ohsumi im Jahr 2016 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Dabei werden beschädigte Proteine, defekte Zellorganellen und andere Abfallprodukte in spezielle Membranstrukturen eingeschlossen und anschließend in Lysosomen durch Enzyme zerlegt. Die dabei entstehenden Bausteine können von der Zelle wiederverwendet werden.

Dieser Prozess ist besonders wichtig für die Zellen der Netzhaut, die sich kaum erneuern und daher über Jahrzehnte funktionsfähig bleiben müssen. Mit zunehmendem Alter lässt die Autophagie jedoch nach. Dadurch können sich beschädigte Proteine, oxidierte Fette und defekte Mitochondrien ansammeln, was oxidativen Stress und Entzündungsreaktionen verstärkt. Bei der trockenen AMD könnte dies zur Bildung von Drusen und zum fortschreitenden Verlust der Netzhautfunktion beitragen.

„Wir konnten zeigen, dass wir mit Hilfe der Hitzeschocks nicht nur die Produktion der Hitzeschockproteine, sondern auch die Autophagie aktivieren können. Dieser Prozess ist wie eine Abfallentsorgung“, sagt Koskelainen. Die kontrollierte Erwärmung scheint somit zwei wichtige Schutzmechanismen gleichzeitig anzuregen: Hitzeschockproteine helfen bei der Reparatur beschädigter Proteine, während die Autophagie nicht mehr reparierbare Bestandteile beseitigt. Dadurch soll die Widerstandsfähigkeit der Netzhautzellen gestärkt und die krankheitsbedingte Schädigung möglichst früh verlangsamt werden.

Vielversprechende Ergebnisse vor den Versuchen am Menschen

Die Methode wurde an Mäusen und Schweinen getestet. In diesen Tierversuchen konnten die Forscher zeigen, dass eine kontrollierte Erwärmung die gewünschte Schutzreaktion im Netzhautgewebe auslösen kann. Der nächste wichtige Schritt sind Versuche am Menschen. Der Start von Patientenstudien ist für das Frühjahr 2026 in Finnland geplant. In der ersten Phase steht die Sicherheit im Vordergrund, nicht der Nachweis, dass die Behandlung das Sehvermögen verbessert oder das Fortschreiten der AMD aufhält. Verläuft diese Phase erfolgreich, hoffen die Forscher herauszufinden, wie oft der Eingriff wiederholt werden müsste. „Die Behandlung muss wiederholt werden, da die Reaktion bereits einige Tage nach der Behandlung nachlassen kann“, so Koskelainen. Dieses Detail ist wichtig. Die Behandlung ist möglicherweise keine einmalige Lösung. Wenn sie beim Menschen wirkt, könnte sie eher zu einer Erhaltungstherapie werden, die in regelmäßigen Abständen wiederholt wird, um die Schutzmechanismen des Auges aufrechtzuerhalten.

Die geplanten Studien sollen außerdem zeigen, ob die durch die Erwärmung ausgelösten biologischen Effekte beim Menschen ebenso zuverlässig auftreten wie in den Tiermodellen. Dabei werden die Forscher unter anderem untersuchen, ob die Aktivierung von Hitzeschockproteinen und Autophagie tatsächlich zu einer besseren Zellgesundheit in der Netzhaut führt und ob sich Veränderungen bei Drusen, Entzündungsprozessen oder anderen Krankheitsmarkern nachgeweisen lassen. Erst in späteren Studienphasen wird es darum gehen, ob sich daraus auch ein konkreter Nutzen für die Patienten ergibt – etwa eine Verlangsamung des Krankheitsverlaufs oder der langfristige Erhalt des Sehvermögens. Gerade bei einer langsam fortschreitenden Erkrankung wie der trockenen AMD können solche Nachweise jedoch mehrere Jahre Beobachtungszeit erfordern.

Ein sich rasch entwickelndes Forschungsfeld bei trockener AMD

Vom Laborfund zur Augenklinik

Die Ergebnisse der Forscher wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Gleichzeitig arbeiten die Wissenschaftler daran, die Technologie über das Startup Maculaser weiterzuentwickeln und für den klinischen Einsatz vorzubereiten. Ziel ist es, aus einem vielversprechenden Laborverfahren eine praktikable Behandlung für Augenkliniken und später auch für niedergelassene Augenärzte zu machen.

Der Weg von erfolgreichen Tierexperimenten zu einer zugelassenen Therapie ist jedoch lang. Zunächst müssen klinische Studien am Menschen zeigen, dass die Behandlung sicher ist und keine unerwünschten Schäden an der empfindlichen Netzhaut verursacht. Erst danach kann untersucht werden, ob die Aktivierung von Hitzeschockproteinen und Autophagie tatsächlich das Fortschreiten der trockenen AMD verlangsamt oder das Sehvermögen langfristig stabilisiert. Zudem müssen Fragen zur optimalen Behandlungsdauer, zur Häufigkeit der Anwendungen und zur Auswahl geeigneter Patienten geklärt werden.

„Nach einem optimistischen Zeitplan könnte die Methode bereits in drei Jahren in Augenkliniken von Krankenhäusern zum Einsatz kommen“, sagt Koskelainen. „Das letztendliche Ziel ist, dass sie bei Ihrem Augenarzt vor Ort leicht verfügbar ist.“ Noch überwiegt jedoch die Hoffnung gegenüber dem klinischen Nachweis. Sollte sich der Ansatz in den kommenden Studien bewähren, könnte er einen Paradigmenwechsel in der Behandlung der trockenen AMD einleiten: Statt erst auf bereits entstandene Schäden zu reagieren, würde versucht, die natürlichen Schutz- und Reparaturmechanismen der Netzhaut frühzeitig zu stärken und damit den Verlust des Sehvermögens möglichst lange hinauszuzögern oder sogar zu verhindern.