Augenerkrankungen bei Diabetikern betreffen häufig die Hornhaut. Warum diese aber nicht gut verheilt und was für (genetische) Ursachen das haben kann, lest ihr hier.
Forscher des Cedars-Sinai haben neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie Diabetes die Wundheilung im Auge verzögert. Dabei haben sie zum ersten Mal zwei korrelierende krankheitsbedingte Veränderungen der Hornhaut identifiziert.
Die Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift Diabetologia veröffentlicht wurden, zeigen drei therapeutische Wege auf, die diese Veränderungen rückgängig machen und die Wundheilungsfunktion der Hornhaut teilweise wiederherstellen. Diese Entdeckung könnte letztlich zu neuen Behandlungsmöglichkeiten für Diabetes führen.
„Wir haben herausgefunden, dass Diabetes mehr zelluläre Veränderungen hervorruft, als uns bisher bewusst war“, sagt Dr. Alexander Ljubimov, Direktor des Augenprogramms des Board of Governors des Instituts für Regenerative Medizin der Cedars-Sinai Organisation. „Die Entdeckung betrifft nicht die Gensequenz, sondern spezifischen DNA-Modifikationen, die die Genexpression verändern – so genannte epigenetische Veränderungen.“
Die meisten Diabetesmedikamente sind darauf ausgelegt, die Glukosetoleranz zu erhöhen oder verbrauchtes Insulin zuzuführen. Sie gehen aber nicht auf die molekularen und zellulären Veränderungen durch Diabetes und die damit verbundenen Komplikationen ein. Die neuen Forschungsergebnisse zeigen nun zum ersten Mal, welche Rolle ein sekretiertes Signalprotein (Wnt-5a) spielt. Es ist für die Wundheilung der Hornhaut des Auges und die Funktion von Stammzellen, die zu unterschiedlichsten Zelltypen differenzieren können, verantwortlich.
„Die derzeitigen Behandlungen behandeln nur die Symptome, daher ist es dringend notwendig, die molekularen Mechanismen der diabetesbedingten Wundheilungsstörungen zu verstehen“, so Ruchi Shah, Wissenschaftler in Ljubimovs Labor und Erstautor der Studie. „Das Verständnis dieses neuartigen, epigenetisch regulierten Wundheilungsmechanismus könnte zu therapeutischen Behandlungen führen, die den Patienten helfen könnten, weitere langfristige Gesundheitsprobleme am Auge zu vermeiden.“
Obwohl sich ein Großteil der diabetischen Augenerkrankungen auf die Netzhaut konzentriert, leiden bis zu 70 % der Diabetespatienten an Problemen der Hornhaut. Sie ist die transparente, schützende Außenfläche des Auges. Bei fortgeschrittenem Diabetes können die Stammzellen der Hornhaut funktionsuntüchtig werden. Nach einer Verletzung oder nach Eingriffen, wie z. B. einer Kataraktoperation oder Laserbehandlung bei diabetischer Retinopathie, heilt die Hornhaut dann langsamer und teilweise unvollständig ab.
Um die in dieser Studie entdeckten epigenetischen Veränderungen zu identifizieren, verglichen Ljubimov und sein Team Zellen aus den Hornhäuten von sechs Diabetikern mit denen von fünf gesunden Spendern. Sie stellten fest, dass in diabetischen Hornhäuten das Proteinprodukt des WNT5A-Gens unterdrückt war. Außerdem fanden sie in den diabetischen Proben einen Anstieg der microRNA, die WNT5A hemmt.
Das Forscherteam verursachte daraufhin absichtlich Wunden an Hornhautzellen in Kultur und an Hornhautorganen, um folgende drei verschiedene Maßnahmen zu testen, die die Wnt-5a-Proteinexpression normalisieren sollten.
Alle drei therapeutischen Methoden stimulierten bei den diabetischen Proben die Produktion von Stammzellmarkern und verbesserten die Geweberegeneration, was die Wundheilung beschleunigte. „Neuartige Therapien zur Umkehrung epigenetischer Effekte könnten die Hornhautfunktion verbessern und sich auch bei anderen diabetischen Komplikationen als bedeutsam erweisen“, sagt Clive Svendsen, Direktor des Board of Governors des Instituts für Regenerative Medizin. „Diese Arbeit bringt das Feld mit Sicherheit weiter voran.“
Die Forscher werden ihre Daten weiter analysieren, um die Mechanismen von WNT5A und anderen Genen im Zusammenhang mit der Wundheilung besser zu verstehen. Sie untersuchen auch eine Kombinationstherapie, die sowohl auf microRNA als auch auf DNA-Methylierung abzielt, in der Hoffnung, dass sie die Wundheilung durch die Erhöhung des Wnt-5a-Proteins gründlicher normalisiert.
„Unser Ziel ist es, aktuelle Medikamente mit anhaltender Wirkstofffreisetzung für die Wundheilung der Hornhaut zu entwickeln“, so Ljubimov. „Medikamente, die von der FDA [Food and Drug Administration] zugelassen sind und einfach angewendet werden können, könnten einer der vielversprechendsten Ansätze für wirksame zukünftige Therapien sein.“
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung des Cedars-Sinai Medical Centers. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Marc Schulte, unsplash
