Die Struktur des kurzsichtigen Auges analysieren
Die Myopie – allgemein als Kurzsichtigkeit bekannt – befindet sich weltweit auf dem Vormarsch, bis 2050 werden voraussichtlich fast 1 Milliarde Menschen davon betroffen sein. Durch diese Zunahme wird die Myopie nicht nur zur weltweit häufigsten Ursache für dauerhafte Erblindung, sondern stellt auch eine große Herausforderung für die Planung umfassender Leistungen in der Augenheilkunde dar. Trotz der weiten Verbreitung der Myopie gelten die Ursachen für das steigende Risiko einer Erblindung und die der Myopie zugrunde liegenden strukturellen und physiologischen Mechanismen nach wie vor als unbekannt.
Struktur des kurzsichtigen Auges untersuchen
Ziel des mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführten Projekts MYOMICRO ist es, kurzsichtige Augen mit noch nie dagewesener Detailgenauigkeit zu charakterisieren, um neue Erkenntnisse zu gewinnen und die Behandlungseffekte objektiv und umfassend über herkömmliche Sehtests hinaus zu bewerten. Das Projektteam hat innovative bildgebende Verfahren zur Beurteilung der Sklera, der äußeren Schicht des Auges, die für die Bestimmung der Augengröße und des Brechungsstatus entscheidend ist, entwickelt, um die Geheimnisse der Kurzsichtigkeit zu lüften. „Eine der größten Herausforderungen in der Myopieforschung stellte das Fehlen quantitativer Verfahren zur Charakterisierung der optischen und morphologischen Eigenschaften des kurzsichtigen Auges dar“, erklärt die über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Forschungsstipendiatin María Viñas Peña.
Multidisziplinärer technologischer Ansatz
Experimentelle und klinische Hinweise unterstreichen die wichtige Rolle der skleralen Kollagenfasern bei der Entwicklung von Myopie. Außerdem deuten sie darauf hin, dass ein Eingriff in die abnorme Entwicklung der Sklera Möglichkeiten bieten könnte, die Entwicklung der Myopie zu verhindern oder aufzuhalten. Über MYOMICRO wurden die Kollagenstrukturen und biomechanischen Eigenschaften der Sklera durch die Erarbeitung neuer Methoden, die Technologien wie optische Kohärenzelastographie und Fluoreszenzlebensdauerbildgebung kombinieren, erforscht. Außerdem haben die Forschenden erstmals in der Myopieforschung eine aus der Astronomie stammende Technologie, die sogenannte adaptive Optik, eingesetzt, die quantifizierbare Strukturbilder der Sklera gestattet. „Zweifellos hat sich ein multidisziplinärer technologischer Ansatz zur Bekämpfung der Myopie als die richtige Strategie erwiesen, um die Wachstumsmechanismen des Auges und seine Störungen nachzuvollziehen“, betont Viñas Peña.
Auswirkungen der Behandlung mit skleraler Kollagenvernetzung
Bei der optischen Kohärenzelastographie handelt es sich um eine neuartige Bildgebungstechnologie, die vor kurzem erstmals in der Augenheilkunde eingesetzt wurde. Durch sie war die Untersuchung der biomechanischen Veränderungen der Sklera nach einer Behandlung mit skleraler Kollagenvernetzung möglich – das ist eines der vielversprechendsten neuen Verfahren, die zur Behandlung von Myopie infrage kommen könnten. Die sklerale Kollagenvernetzung baut auf dem Erfolg der Hornhautvernetzung auf, einer aktuellen klinische Behandlung, und beruht auf der Tatsache, dass Myopie zu einer fortschreitenden Verdünnung der Sklera führt. Mit der optischen Kohärenzelastographie wurden die Auswirkungen der skleralen Kollagenvernetzung in noch nie dagewesener Detailgenauigkeit aufgezeigt und der Weg für verbesserte Methoden zur Erhöhung der Skleralstärke geebnet. Aufbauend auf dem Erfolg der optischen Kohärenzelastographie wurde wissenschaftlich die Möglichkeit untersucht, Fluoreszenz- und Lebenszeitbildgebung mit metallischen Nanopartikeln zu kombinieren, um die strukturellen, mechanischen und molekularen Veränderungen nach skleraler Kollagenvernetzung zu verstehen. Dieser Ansatz mit verschiedenen BIldgebungsverfahren eröffnete neue Wege für die Myopieforschung und -behandlung und ermöglichte ein ganzheitlicheres Verständnis der komplexen Zusammenhänge.
Die nächsten Ziele
In Anbetracht der multifaktoriellen Auslösesignale, die das Wachstum des kurzsichtigen Auges verursachen, erfordert die Behandlung einen multidisziplinären Ansatz. Viñas Peña plant, den Erfolg von MYOMICRO künftig von der Sklera auf die Netzhaut auszuweiten. Durch die Entwicklung von Nanobildgebungsverfahren will Viñas Peña die retinoskleralen Signalwege während der normalen Augenentwicklung analysieren. Mit diesem ehrgeizigen Schritt wird die komplizierte Beziehung zwischen der Netzhautaktivität, der Sehfunktion und den molekularen und strukturellen Veränderungen in den Netzhautschaltkreisen, die zu Veränderungen der Sklera führen, erforscht.
Schlüsselbegriffe
MYOMICRO, Myopie, Sklera, Kurzsichtigkeit, Kollagen, sklerale Kollagenvernetzung, optische Kohärenzelastographie, Fluoreszenzlebensdauerbildgebung