Blinde Mäuse werden sehend

Seit einigen Jahren testen Forschungsgruppen um Dirk Trauner in München und Richard Kramer in Berkeley systematisch verschiedene AQ an blinden Mäusen (das Q steht für quartäre Ammoniumgruppe in dem einen der beiden Substituenten des Azobenzols). Nachdem zuerst ein AQ-Derivat mit dem Substituenten Acrylamid (AAQ) im Fokus stand, ist es nun ein Diethylamino-AQ (DENAQ).

An der Netzhaut entfalten die AQ ihre Wirkung an spannungsgesteuerten tetrameren Kaliumionenkanälen, die zu den G-Protein-gekoppelten Rezeptoren gehören. Die AQ werden durch sichtbares Licht aktiviert und fungieren als photochrome Ionenkanalblocker: Bei Bestrahlung mit Licht einer bestimmten Längenwelle (d.h. Farbe) ändern sie ihre dreidimensionale Form; während das AQ in der einen Form den Ionenkanal offen lässt, verschließt es ihn in der anderen Form, indem es mit dem quartären Ammonium an die Tetraethylammonium (TEA)-Bindungsstelle im Ionenkanal bindet. DENAQ hat den Vorteil, dass es mit einem Absorptionsmaximum bei 470 nm Wellenlänge durch das meiste sichtbare Licht aktiviert wird.

Die durch AQ verschlossenen Kaliumionenkanäle, die sich in Ganglienzellen auf der Netzhaut befinden, stimulieren den Sehnerv, der von Natur aus nur durch die Photorezeptoren – die Sehstäbchen und Sehzäpfchen – stimuliert wird. Der Effekt konnte bei blinden Mäusen sicher nachgewiesen werden. Wie das Hirn der Maus den Lichtreiz verarbeitet, ist dabei selbstverständlich unklar. Immerhin finden die Forscher ihre Ergebnisse so ermutigend, dass sie in zwei Jahren eine klinische Studie starten möchten. Voraussetzung dafür ist, dass die Unbedenklichkeit von DENAQ nachgewiesen wird und eine retardierte Zubereitung entwickelt wird, die den Patienten höchsten einmal monatlich ins Auge injiziert werden muss – andernfalls wäre das Infektionsrisiko zu groß. 

Quelle: Tochitsky I, et al. Restoring Visual Function to Blind Mice with a Photoswitch that Exploits Electrophysiological Remodeling of Retinal Ganglion Cells. Neuron 2014;81(4):800–813.