Rhorcod

Die österreichischen Partner werden hauptsächlich zu Arbeitspaketen 4 (Stäbchen- und Zapfen-Funktion in RCD Tiermodellen mit Stäbchen-Rhodopsin spezifischen Genveränderungen) und 5 (Beurteilung der Wirkung möglicher neuer Therapieansätze auf Stäbchen- und Zapfen-Degeneration im RCD Tiermodell) beitragen. Arbeitspaket 4: Wir studieren Struktur und Funktion von Stäbchen- und Zapfenrezeptoren in 2 Tiermodellen mit Stäbchen- spezifischen Veränderungen (rd10 Maus, P23H Ratte), welche bei vielen präklinischen Studien eine Schlüsselrolle spielen und Phänotypisch mit RCD im Menschen vergleichbar sind. Diverse in-vivo Imaging-Methoden und Funktionsprüfungen (WP 4) werden zu festgelegten Zeitpunkten Indikatoren der degenerativen Progredienz an Schnitten oder retinalen Ganzpräparaten korreliert. Die topographische Varianz der Proportionen von Stäbchen und spektralen Zapfen-Opsin-Subtypen wird ebenso untersucht wie die morphologisch-funktionelle Veränderung der Zapfenorganellen und die Degradationsmuster in assoziierten Interneuronen. Da es Hinweise für regionale Unterschiede bezüglich der Schädigungsanfälligkeit gibt (Vaughan et al., 2003), wird besondere Aufmerksamkeit auf topographische Unterschiede und die zeitliche Veränderung der Opsin Expression gelegt. Diese Option basiert auf den dorsoventralen retinalen Ko- Expressionsgradienten in Maus und Ratte (Glösmann & Ahnelt 2002, Glösmann et al., 2009). Auch der Photorezeptor-Zelltod wird mit apoptopischen Markern verfolgt. Dazu werden weiters auch die Auswirkungen auf innere Retinakomponenten (Interneurone, Glia, Gefäße) untersucht. Die Daten sind nicht nur entscheidend für die Beurteilung der initialen degenerativen Prozesse, sondern können auch dafür nützlich sein, sekundäre Effekte von mit der Erkrankung in Verbindung stehenden Vorgänge zu identifizierenen. Diese phänotypischen Daten werden in der Folge bei der Prüfung der Behandlungstrategien für spezifische Photorezeptor-Subtypen eingesetzt.

Etwa 1 von 4000 EU-Bürger|nnen ist von degenerativen Erkrankungen der Lichtsinneszellen des Auges betroffen. Oft sind Gen-Defekte die Auslöser und meist erfasst die Degeneration zuerst die auf das Dämmerungssehen spezialisierten Stäbchen-Photorezeptoren. Dies führt zu zunehmender Nachtblindheit. Leider kann die Degeneration aus noch nicht gut verstandenen Gründen sekundär auch die an sich unbeteiligten Zapfen-Rezeptoren erfassen, was für die Patienten zu zunehmender bis völliger Erblindung führt. Das im EU (e-rare) Projekt RHORCOD (2010-2014) arbeitende Forschungs-Konsortium befasste sich deshalb einerseits mit der Erweiterung der Kenntnisse über zugrundeliegende Gendefekte, und andererseits mit der Untersuchung der dadurch induzierten zellulären Abbau-Prozesse und funktionalen Konsequenzen. Deren Verständnis ist Voraussetzung für Therapiensätze zur Verlangsamung oder sogar Verhinderung dieser Krankheitsverläufe. An Tiermodellen mit denselben Gendefekten können diese Forschungen gleichsam im Zeitraffer erfolgen und statistische gesicherte Ergebnisse erzielt werden.Das österreichische Subprojekt am Zentrum für Physiologie und Pharmakologie befasste sich mit Signal-Molekülen, welche den Abbau mutations-behafteter Sinneszellen einleiten. Dieser Abbau wird von sogenannten Mikroglia-Zellen vollzogen, die in inaktiver Form überall im Nervengewebe vorkommen. Dieser Aufsichts-Modus der Mikrogliazellen wird aufrechterhalten, indem an ihren - als Schloss fungierenden - Chemokin-Rezeptoren (CX3CR1) Signalmoleküle (Chemokine) vom Typ CX3CL1 (Fractalkin) andocken. Diese CX3C-Liganden sitzen in der Zellmembran von Neuronen und werden unter bestimmten Umständen (in verschieden großen Teilen) von dort abgegeben. Mäuse mit der auch bei Menschen auftretenden Retinitis- bzw. Mutations-Form vom Typ rd10 verlieren einen Großteil der Photorezeptoren bereits nach 3 Monaten und eignen sich dadurch sozusagen als Zeitraffer-Modell für die Untersuchung der damit verbundenen Vorgänge. Die österreichische Arbeitsgruppe hat nun die Anteile der Fraktalkin-Formen (100, 95 und 85 kiloDalton) und ihre Lokalisation bei rd10-Mäusen mit jenen bei normalen (Wildtyp) Mäusen verglichen.Bereits um den 10. postnatalen Tag zeigte sich bei den rd10 Mäusen ein relativer Anstieg einer (löslichen) 85 kDa CX3CL1 Form, während beim Wildtyp weiter die 100 kDa und 95 kDa Formen dominierten. Diese Verschiebung erfolgte schon bevor mit immunhistologischen Methoden Veränderungen an Gliazellen und Photorezeptoren detektiert werden konnten. Letztere setzen etwa in der 3. Lebenswoche ein und führten nach 60 Tagen zum weitgehenden Abbau der Photorezeptor-Schicht. In-situ-Hybridisierung und transgene mCherry Reporter-Fluoreszenz identifizierten bestimmte Neuronenklassen in inneren Netzhautschichten - und nicht etwa die Photorezeptoren selbst - als Orte der CX3CL1 Signal-Synthese.Offenbar führt eine Konversion des Fraktalkin-Liganden von einer membran-assoziierten (100 kDa) bzw. intrazellulären (95kDa) Form in eine lösliche (85 kDa) Variante zur Aktivierung der Mikroglia-Zellen. Somit könnte - wie auch andere aktuelle Studien zeigen - eine Beeinflussung dieses Signalwegs die Erhaltung der Lichtsinneszellen zumindest verlängern, bzw. deren Degeneration verzögern.