Erucamid könnte der Netzhaut helfen, sich länger gegen Schäden zu wehren

Viele Erkrankungen des Auges führen nicht plötzlich, sondern über Jahre hinweg zu einem Verlust des Sehvermögens. Eine zentrale Rolle spielt dabei die fortschreitende Schädigung der Netzhaut. Wissenschaftler versuchen deshalb zunehmend zu verstehen, wie das empfindliche Gewebe auf solche Verletzungen reagiert – und ob sich seine eigenen Schutzmechanismen gezielt unterstützen lassen. Ein Forschungsteam des Scripps Research Institute hat gemeinsam mit Wissenschaftlern der University of California, San Diego, und des Lowy Medical Research Institute ein Molekül identifiziert, das dabei eine wichtige Rolle spielen könnte: Erucamid. Die in Nature Neuroscience veröffentlichte Studie deutet darauf hin, dass Erucamid an der Kommunikation zwischen verschiedenen Zelltypen der Netzhaut beteiligt ist. Sinkt der Erucamid-Spiegel während einer Netzhautdegeneration, scheint gleichzeitig ein natürlicher Schutzmechanismus des Gewebes geschwächt zu werden.

Wenn die Photorezeptoren absterben

Mit zunehmendem Alter verändert sich auch das Auge. Die Netzhaut, die im Inneren des Auges Lichtreize aufnimmt und in elektrische Signale für das Gehirn umwandelt, ist dabei besonderen Belastungen ausgesetzt. Bestimmte altersbedingte Veränderungen können dazu beitragen, dass die empfindlichen Zellen der Netzhaut anfälliger für Schäden werden. Besonders relevant ist dies bei Erkrankungen wie der altersbedingten Makuladegeneration (AMD), einer der häufigsten Ursachen für einen fortschreitenden Verlust des zentralen Sehens bei älteren Menschen. Doch auch andere Netzhauterkrankungen können dazu führen, dass Photorezeptoren nach und nach geschädigt werden und die Sehleistung abnimmt.

Mit dem Alter rückt deshalb nicht nur die Frage in den Mittelpunkt, warum Netzhautzellen geschädigt werden, sondern auch, wie das Auge auf diese Schäden reagiert.  funktionsfähig zu halten. Genau an diesem natürlichen Schutzmechanismus setzt die aktuelle Forschungsarbeit an. Die Ergebnisse könnten neue Hinweise darauf liefern, wie sich die natürlichen Abwehrmechanismen des Auges möglicherweise nutzen lassen, um die fortschreitende Schädigung der Netzhaut zu verlangsamen.

Die Netzhaut besteht aus einem komplexen Zusammenspiel verschiedener Zelltypen. Neben den für das Sehen entscheidenden Photorezeptoren sind unter anderem Nervenzellen, Gliazellen, Blutgefäße und Immunzellen beteiligt. Diese unterschiedlichen Bestandteile müssen eng zusammenarbeiten, damit die Netzhaut ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt wird und ihre Funktion aufrechterhalten kann. Dieses Zusammenspiel wird häufig als neurovaskuläre Einheit bezeichnet.

Bei Erkrankungen wie der altersbedingten Makuladegeneration, der diabetischen Retinopathie oder der Retinitis pigmentosa kann dieses Gleichgewicht zunehmend gestört werden. Die Photorezeptoren werden geschädigt und sterben nach und nach ab. Damit geht auch ein Teil der visuellen Leistungsfähigkeit verloren. Die Forscher wollten deshalb herausfinden, ob die Netzhaut bei einer solchen Schädigung bestimmte chemische Signale freisetzt, die dem verbleibenden Gewebe helfen, sich zu schützen.

Auf der Suche nach einem Schutzsignal

Einen wichtigen Hinweis lieferten frühere Untersuchungen des Forschungsteams. Dabei hatten transplantierte, aus Stammzellen gewonnene Netzhautzellen offenbar einen schützenden Effekt auf degenerierendes Gewebe. Bemerkenswert war, dass dieser Effekt teilweise bestehen blieb, obwohl die transplantierten Zellen selbst bereits verschwunden waren. Für die Wissenschaftler lag daher die Vermutung nahe, dass die Zellen möglicherweise bestimmte Botenstoffe freisetzen, die eine länger anhaltende Reaktion im Gewebe auslösen.

Um solche Moleküle aufzuspüren, untersuchten die Forscher die chemische Zusammensetzung von Netzhautgewebe in verschiedenen präklinischen Modellen. Dafür verwendeten sie eine massenspektrometrische Metabolomik, mit der sich zahlreiche kleine Moleküle gleichzeitig erfassen lassen. Dabei fiel insbesondere Erucamid auf.

Der Gehalt dieses Moleküls nahm deutlich ab, während die Photorezeptoren zunehmend geschädigt wurden. Für die Wissenschaftler stellte sich deshalb die Frage, ob der Rückgang von Erucamid lediglich eine Begleiterscheinung der Erkrankung ist – oder ob das Molekül selbst an der Reaktion der Netzhaut beteiligt ist.

Was passiert, wenn Erucamid zurückgegeben wird?

Um dieser Frage nachzugehen, führten die Forscher Erucamid gezielt wieder in die Netzhaut ein. Dafür verwendeten sie poröse Silizium-Nanopartikel, die als Trägersystem dienten. Das war notwendig, weil Erucamid hydrophob ist und sich daher nur schlecht in Wasser löst. Die Nanopartikel ermöglichten eine stabilere und kontrolliertere Verteilung des Moleküls im Auge.

Die anschließenden Untersuchungen lieferten einen wichtigen Hinweis auf den Wirkmechanismus. Erucamid schien nicht unmittelbar die geschädigten Photorezeptoren zu schützen. Stattdessen beeinflusste das Molekül bestimmte Immunzellen der Netzhaut, sogenannte CD11b⁺-myeloide Zellen. Diese Zellen sind an Reaktionen auf Verletzungen beteiligt und können Signale aussenden, die für die Erhaltung von Gewebe wichtig sind.

TMEM19 als möglicher Bestandteil des Signalwegs

Die Forscher identifizierten außerdem das Protein TMEM19 als Bindungspartner von Erucamid. Wurde die Menge von TMEM19 reduziert, veränderte sich auch die Reaktion der myeloiden Zellen auf Erucamid. Gleichzeitig ging die beobachtete Schutzwirkung des Moleküls verloren.

Die Ergebnisse sprechen damit dafür, dass Erucamid über einen Signalweg wirkt, an dem TMEM19 und myeloide Immunzellen beteiligt sind. Nach ihrer Aktivierung setzten die Zellen wiederum Signale frei, die mit der Stabilisierung der neurovaskulären Umgebung in Verbindung gebracht werden. Dadurch könnten sowohl Nervenzellen als auch die sie versorgenden Blutgefäße unterstützt werden.

Keine Heilung – aber möglicherweise mehr Stabilität

Wichtig ist dabei: Erucamid beseitigte die Netzhautdegeneration in den untersuchten Modellen nicht. Die Ergebnisse deuten vielmehr darauf hin, dass das Molekül bestimmte Prozesse der Degeneration verlangsamen und dazu beitragen kann, die Struktur und Funktion des noch vorhandenen Netzhautgewebes länger zu erhalten.

Genau dieser Ansatz könnte für die Forschung interessant sein. Statt ausschließlich die bereits geschädigten Photorezeptoren direkt zu behandeln, könnte eine zukünftige Therapie versuchen, die Umgebung der Nervenzellen widerstandsfähiger gegenüber der Schädigung zu machen. Denn die Photorezeptoren sind nicht auf sich allein gestellt: Für ihre Funktion und ihr Überleben sind sie auf ein gut abgestimmtes Zusammenspiel mit Blutgefäßen, Gliazellen und Immunzellen angewiesen. Wird dieses empfindliche Gleichgewicht durch eine Erkrankung gestört, kann sich die Schädigung der Netzhaut weiter verstärken.

Erucamid könnte nach den bisherigen Ergebnissen dazu beitragen, dieses Umfeld zu stabilisieren. Das Molekül scheint dabei bestimmte Immunzellen zu aktivieren, die wiederum Signale aussenden, welche die Nervenzellen und die Blutgefäße der Netzhaut unterstützen. Dadurch könnten die noch vorhandenen Zellen besser mit den Belastungen einer fortschreitenden Erkrankung umgehen. Ziel wäre also nicht, bereits abgestorbene Photorezeptoren zurückzubringen, sondern das verbleibende gesunde Gewebe möglichst lange zu schützen und seine Funktion zu erhalten.

Noch ein weiter Weg zur Therapie

Ob Erucamid eines Tages tatsächlich als Medikament gegen Netzhauterkrankungen eingesetzt werden kann, ist derzeit offen. Eine der Herausforderungen besteht in der Verabreichung des Moleküls. Aufgrund seiner schlechten Wasserlöslichkeit lässt es sich nicht ohne Weiteres mit herkömmlichen, wasserbasierten Formulierungen für das Auge einsetzen.

Die Wissenschaftler wollen deshalb unter anderem veränderte Varianten von Erucamid untersuchen. Diese könnten möglicherweise eine stärkere oder länger anhaltende Wirkung besitzen. Darüber hinaus sollen weitere verwandte Lipidmoleküle untersucht werden. Die Studie liefert vor allem einen interessanten Einblick in die Frage, wie sich die Netzhaut gegen fortschreitende Schäden zu wehren versucht.

Erucamid könnte dabei Teil eines bereits vorhandenen biologischen Schutzsystems sein. Statt einen völlig neuen Mechanismus in das Auge einzubringen, könnte eine zukünftige Behandlung möglicherweise einen Signalweg verstärken, den die Netzhaut selbst nutzt. Bis daraus eine konkrete Therapie entsteht, sind allerdings weitere Untersuchungen notwendig. Dennoch zeigt die Forschung, dass die körpereigenen Reaktionen auf eine Netzhautschädigung möglicherweise stärker therapeutisch genutzt werden können als bisher angenommen. Erucamid könnte damit einen weiteren Ansatzpunkt liefern, um besser zu verstehen, wie Netzhautdegeneration entsteht – und wie sich der Verlust von funktionierendem Gewebe möglicherweise verlangsamen lässt.