Wie zwei Proteine Photorezeptoren an ihrem Platz halten – und was passiert, wenn sie versagen
Menschen mit einer bestimmten erblichen Augenerkrankung erblinden langsam, beginnend mit dem zentralen Sehen. Der genaue Mechanismus war jahrzehntelang unklar. Neue Zebrafisch-Forschung hat eine bislang unbekannte molekulare Verbindung aufgedeckt – und eröffnet damit mögliche Behandlungsansätze.
Die Zapfen-Stäbchen-Dystrophie ist eine erbliche Erkrankung, bei der zunächst die Zapfenzellen der Netzhaut absterben – jene Zellen, die für scharfes Sehen und Farbwahrnehmung zuständig sind – und anschließend die Stäbchenzellen, die bei schwachem Licht aktiv sind. Das Endstadium ist Blindheit. Mutationen im Gen CDHR1, das für ein bestimmtes Protein in Photorezeptorzellen kodiert, werden schon lange mit der Erkrankung in Verbindung gebracht. Wie dieses Protein genau funktioniert, war jedoch bislang unbekannt.
Forschende, die das Zebrafisch-Äquivalent von CDHR1 untersuchten, stellten fest, dass das Protein exakt an der Grenze zwischen dem Außensegment des Photorezeptors – jenem Teil, der Licht in Signale umwandelt – und einer Struktur namens Kalyzealprozesse sitzt. Dabei handelt es sich um fingerartige Fortsätze, die den Photorezeptor umgeben und stützen. Ein zweites Protein, pcdh15b, befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite dieser Grenze. Gemeinsam bilden die beiden offenbar eine molekulare Verbindungsbrücke, die die Struktur des Photorezeptors intakt hält.
Was das für das Verständnis von Blindheit bedeutet
Geht diese Verbindung durch eine Mutation in CDHR1 verloren, verlieren die Photorezeptoren ihre strukturelle Stütze. Die Zellen degenerieren allmählich, beginnend mit den Zapfen. Dieses Muster deckt sich exakt mit dem klinischen Bild, das bei Menschen mit Zapfen-Stäbchen-Dystrophie beobachtet wird. Es ist ein eindrückliches Beispiel dafür, wie ein molekularer Befund ein klinisches Muster erklärt, das seit Jahrzehnten ohne Erklärung geblieben war.
Die weitergehende Bedeutung für die Longevity-Forschung liegt in der Erkenntnis, dass selbst hochspezialisierte Zellen durch den Verlust struktureller Unterstützung gefährdet sind. Photorezeptoren sind postmitotisch – sie teilen sich nicht mehr und können sich nicht erneuern. Schäden sind daher kumulativ und ohne therapeutische Intervention irreversibel. Als möglicher Ansatz wird unter anderem eine Gentherapie gegen CDHR1-Mutationen diskutiert, klinisch erprobt wurde dieser Weg bislang jedoch noch nicht.