EU-finanzierte Forscher entwickelten erstmals mathematisches Modell für das Augenwachstum
Über die genauen Vorgänge, durch die sich viele Gewebe und Organe des Körpers entwickeln, ist sehr wenig bekannt, und die Augenlinse ist besonders ungewöhnlich, da sie während des gesamten Lebens weiter wächst. Die Sehschärfe geht verloren, wenn die Größe, Form oder Position des Auges nicht sorgfältig reguliert werden. Daher ist die Bestimmung des Wachstumsmusters von Augenlinsen wesentlich für unser Verständnis darüber, wie und warum sich Katarakte bilden, so dass Forscher Möglichkeiten zur Prävention entwickeln oder ihren Beginn verzögern können. Durch die EU finanzierte Wissenschaftler des MOLEGRO-Projekts haben weltweit erstmalig ein mathematisches Modell des Augenlinsenwachstums bei Mäusen entwickelt, das es den Forschern ermöglicht, tiefer in die Gründe für den Verlust der Linsenklarheit einzutauchen und hoffentlich einige medizinische Lösungen für Katarakte zu entwickeln . „Dies ist aus historischer Sicht das erste mathematische Modell über den Wachstumsprozess der Augenlinse“, sagte Professor Hrvoje Šikić von der Universität Zagreb, Hauptforscher des Projekts. „Wenn sich unsere Hypothesen zur kortikalen Kataraktentwicklung auch für menschliche Linsen als richtig erweisen, kann dies zu Methoden zur Reduktion der Katarakte führen, die in einigen unterentwickelten Ländern immer noch die Hauptursache für Erblindung sind.“ „Münzschieber“ Die Forscher fanden heraus, dass sich die Zellen an den Rändern des Auges vermehren und dabei „schieben“ sie ihre Nachbarn, andere kürzlich gebildete Zellen, zum Äquator der Linse und von dort nach innen in die Mitte des Auges. Da nur eine sehr kleine Anzahl von Zellen daran beteiligt ist, haben sie wahrscheinlich einen sehr hohen Einfluss auf die Linsenklarheit. Das Projektteam erstellte dann ein physisches Modell des gesamten Prozesses, indem es Schichten von Münzen verwendete, die schließlich „Münzschieber“-Automaten ähnelten, die üblicherweise in Casinos und auf Jahrmärkten anzutreffen sind. „Die Aufstellung der biomedizinischen Seite unserer Grundidee ermöglichte es uns dann, das vollständig detaillierte mathematische Modell zu entwickeln“, sagte Prof. Dr. Šikić. Zukünftige Herausforderungen Die für die Forschung benötigten Daten zu sammeln und zusammenzustellen, war jedoch nicht unproblematisch. Neue Ansätze und Vereinfachungen bestehender Methoden waren erforderlich, um die genaue Zählung einzelner Zellen auf einer Kugeloberfläche sowie die räumliche Bewegung der Zellen zu untersuchen. Aus dem Projekt sind zwei wichtige Peer-Review-Artikel hervorgegangen und die Ergebnisse wurden auf großen Konferenzen in Hawaii vorgestellt. Die Studie könnte weitere Auswirkungen auf die Krebsforschung haben, da es bisher noch keinen Fall von Augenlinsenkrebs gab. Die an MOLEGRO beteiligten Wissenschaftler haben eine Theorie aufgestellt, dass dies möglicherweise auf den Wachstumsprozess der Linse zurückzuführen ist. Im Anschluss versuchen die Forscher nun, ihr Modell für das menschliche Auge zu entwickeln. Das Studium dieses Modells ist als jenes der Maus, nicht nur wegen seiner Größe, sondern auch wegen seiner größeren Komplexität. Die menschliche Augenlinse verändert sich im Gegensatz zu der von Mäusen mehrmals am Tag. Unsere Augenlinse ist auch in zwei ellipsenförmige Hälften aufgeteilt, während eine Mauslinse sphärisch ist. Die innere Struktur einer menschlichen Augenzelle ist weitaus komplizierter als die einer Mauszelle, was die Forscher vor weitere Herausforderungen stellen wird. Die Axiome der auf Mäusen basierenden Modelle sind jedoch biologisch fundiert und extrem einfach, so dass sie auch für menschliche Linsen weitgehend anwendbar sein sollten.
Schlüsselbegriffe
MOLEGRO, Katarakt, Augenforschung, optische Forschung, Vision, Gesundheit, Augengesundheit, Linse
