Diese biotechnologisch hergestellten Hornhäute gaben 14 blinden Menschen ihr Augenlicht zurück

In den letzten Jahren hat die Technologie Wunder gewirkt, indem sie blinden oder sehbehinderten Menschen geholfen hat, ihr Augenlicht wiederzuerlangen, vielleicht am bemerkenswertesten durch die Verwendung von CRISPR Genbearbeitung zu vererbte Blindheit heilen. Jetzt wurde eine andere Technologie verwendet, um eine andere Ursache von Blindheit zu heilen. Ein Papier, das letzte Woche in veröffentlicht wurde Nature Biotechnology beschreibt eine biotechnologisch hergestellte Hornhaut, die in einer ersten klinischen Studie 20 Menschen, von denen 14 zuvor blind waren, das Augenlicht zurückgab.

Die Hornhaut ist die äußerste Schicht des Auges. Es ist ein transparentes, filmartiges Gewebe, das die Iris und die Pupille bedeckt und sowohl das Auge schützt als auch hilft, das Licht zu fokussieren, das wir sehen.

Keratokonus ist ein Zustand, bei dem die Hornhaut beginnt, Kollagen zu verlieren, dünner und kegelförmig wird und schließlich das Sehvermögen beeinträchtigt. Verletzungen durch Stöße oder Kratzer sowie Infektionen durch Bakterien oder Pilze können die Hornhaut ebenfalls schädigen, wodurch ihre normalerweise klare Oberfläche trübe wird und zu Sehbehinderungen oder Erblindung führt.

Hornhautblindheit ist weltweit eine der Hauptursachen für Erblindung und macht über fünf Prozent der Fälle aus, in denen Menschen ihr Augenlicht verlieren. Hornhauttransplantationen sind eine Lösung, aber zusätzlich zu einem Mangel an Spendern (insbesondere in Ländern mit niedrigem Einkommen, wo diese Erkrankungen am häufigsten vorkommen), müssen die Empfänger Immunsuppressiva einnehmen, um zu verhindern, dass ihr Körper die transplantierte Hornhaut abstößt.

Ein Forschungsteam der Universität Linköping und LinkoCare Life Sciences in Schweden haben eine scheinbar äußerst praktikable Alternative entwickelt.

Das Team verwendete aus Schweinehaut extrahiertes Kollagenprotein als Basis für eine künstliche Hornhaut. Schweinehaut mag als Quelle für etwas, das in die Augen der Menschen geht, unattraktiv klingen, aber die Forscher haben sie aus verschiedenen Gründen gewählt: Abgesehen davon, dass sie eine ähnliche Struktur wie die menschliche Haut hat, ist Schweinehaut ein Nebenprodukt der Lebensmittelindustrie (das bedeutet, dass es reichlich und billig ist) und wird bereits für medizinische Anwendungen verwendet, einschließlich Glaukomchirurgie und als Wundverband.

Die Forscher reinigten das extrahierte Kollagen und platzierten es dann in einem hornhautförmigen Hydrogelgerüst, wobei sie eine chemische Vernetzung verwendeten, um das Kollagen zu verstärken und es vor dem Abbau zu bewahren (die Vernetzungsmittel sind wasserlöslich und werden am Ende aus dem Implantat während seiner Herstellung gespült).

Chirurgen in Indien und im Iran implantierten die künstlich hergestellte Hornhaut bei 20 Patienten, von denen 14 völlig blind waren und 6 aufgrund von Keratokonus Sehstörungen aufwiesen. Die Ärzte verwendeten eine minimal-invasive Operationstechnik, indem sie einen Laserschnitt in die vorhandene Hornhaut vornahmen und das Implantat einsetzten, anstatt die Hornhaut zu entfernen und einen Ersatz einzunähen. Die Technik führte zu einer Verringerung der Entzündung und einer schnelleren Heilung bei den Empfängern sowie zu einer Anwendung von immunsuppressiven Augentropfen für nur acht Wochen (im Vergleich zu einem Jahr oder mehr bei herkömmlichen Hornhauttransplantationen).

Das Team überwachte die Empfänger 24 Monate lang und stellte keine Komplikationen oder Nebenwirkungen fest. Im Gegenteil, das Implantat bewirkte, dass ihre Hornhaut wieder zu normaler Dicke und Krümmung zurückkehrte, und die Sehkraft der 14 Teilnehmer, die vor der Operation blind waren, wurde wiederhergestellt. Diejenigen, die nicht blind waren, wechselten von einer schweren Sehbehinderung zu einer niedrigen oder mäßigen Sehkraft.

Drei Patienten hatten am Ende sogar ein Sehvermögen von 20/20 und andere konnten Kontaktlinsen tragen, um ihre Sehkraft zu verbessern (die beschädigte Form ihrer Hornhaut verhinderte das Tragen von Kontaktlinsen vor der Implantation).

Das Team stellt fest, dass seine Ergebnisse mit denen von Standard-Hornhauttransplantationen vergleichbar sind, jedoch mit einer einfacheren Operationstechnik und ohne Bedarf an menschlichen Spendern. Es gibt noch etwas Raum für Verbesserungen; Das Implantat wurde für diese Pilotstudie nur in zwei Dicken hergestellt, aber die Herstellung kundenspezifischer Implantate (z. B. in Fällen, in denen die Hornhaut einer Person eine ungleichmäßige oder sich verjüngende Dicke aufweist) könnte die Ergebnisse noch weiter verbessern. Und während zwei Jahre ein ausreichender Zeitrahmen sind, um zu wissen, dass die Transplantate das Sehvermögen der Patienten wiederhergestellt haben, müssen die Integration und Stabilität des künstlichen Gewebes über einen längeren Zeitraum überwacht werden.

Die biotechnologisch hergestellten Hornhäute reihen sich in eine langsam aber sicher wachsende Liste von Körperteilen ein, aus denen die Wissenschaft synthetisch rekonstruieren konnte 3D-gedruckte Ohren zu individuell angebaute Knochen, oder arbeitet an der Neuerstellung, wie Nieren. Der Fortschritt ist inkrementell, aber das macht es nicht weniger erstaunlich.

Das nächste Ziel des Teams ist es, eine größere klinische Studie mit 100 oder mehr Teilnehmern in Europa und den USA durchzuführen und die behördliche Zulassung durch die FDA ins Rollen zu bringen.

Bild-Kredit: Thor Balkhed/Universität Linköping