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Alterung und altersbedingte Erkrankungen wirken sich auf unterschiedliche Weise auf die Augengesundheit aus.Chris Zielecki/Getty Images
  • Das „Jugend“-Protein, Pigment Epithelium-Derived Factor (PEDF), schützt Zellen in der Netzhaut des Auges vor oxidativem Stress, wie eine neue Tierstudie zeigt.
  • Forscher des National Eye Institute (NEI) fanden heraus, dass ein Rückgang des PEDF-Spiegels zu altersbedingten Erkrankungen der Netzhaut beitragen kann.
  • Experten hoffen, dass diese Ergebnisse zur Entwicklung neuer Therapien führen werden, die die Auswirkungen des PEDF-Verlustes umkehren oder ihnen entgegenwirken können.

Die Netzhaut besteht aus Geweben im Augenhintergrund, die Lichtsignale verarbeiten und an das Gehirn senden.Retinale Pigmentepithelzellen (RPE) bilden einen Teil dieser wichtigen Struktur für das Sehen.

Eine aktuelle Tierstudie derNationales Augeninstitut, Teil vonNationales Gesundheitsinstitut, legt nahe, dass der Verlust eines bestimmten Proteins dazu führen könnte, dass RPE-Zellen aufhören, Photorezeptorzellen zu ernähren und zu recyceln.

Das ErgebnisAlterungoder Verschlechterung von RPE-Zellen kann das Auftreten von Krankheiten wie altersbedingter Makuladegeneration (AMD) und Netzhautdystrophien auslösen.Es ist bekannt, dass diese Zustände einen fortschreitenden Sehverlust verursachen.

Ein Team unter der Leitung von Dr.Patricia Becerra, Senior Investigator in der NEI-Sektion für Proteinstruktur und -funktion, entdeckte, dass der vom Pigmentepithel abgeleitete Faktor (PEDF) eine Anti-Aging-Funktion für RPE-Zellen spielt.Ihre Ergebnisse könnten das Potenzial bieten, neue Wege zur Behandlung oder Vorbeugung von altersbedingten Netzhauterkrankungen zu finden.

Diese Studie wurde im International Journal of Molecular Sciences veröffentlicht.

PEDF, das „Jugend“-Protein

Das RPE produziert und sondert PEDF über die abSerpinf1Gen.PEDF wird aufgrund seines Überflusses in jungen Netzhäuten als „Jugendprotein“ bezeichnet.

Die RPE-Produktion und die PEDF-Sekretion nehmen während der Seneszenz und des Alterns in den Augen, der Haut, den Lungen und anderen Geweben ab.

Frühere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass PEDF Photorezeptorzellen vor Schäden schützen und das Wachstum abnormaler Blutgefäße im Auge hemmen kann.

Doch Dr.Becerra erklärte: „Wir haben uns immer gefragt, ob der Verlust von PEDF durch das Altern bedingt ist oder das Altern vorantreibt.“

Nachweis von PEDF-negativen Mäusen

Um die Antwort zu finden, hat Dr.Becerra und ihre Kollegen verwendeten ein biotechnologisch hergestelltes Mausmodell ohne das PEDF-Gen Serpinf1.

Bei der Untersuchung der Zellstruktur der Netzhäute der Modelle entdeckten die Forscher bemerkenswerte Unterschiede zu den Kontrollproben von Wildtypmäusen.

Die RPE-Zellkerne waren vergrößert, was auf Unterschiede in der Anordnung der DNA der Zellen hindeuten könnte.Diese Zellen hatten auch vier Gene aktiviert, die mit zellulärer Seneszenz und Alterung in Verbindung stehen.

DR.Ivan Rebustini, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Dr.Das Labor von Becerra und Hauptautor der Studie bemerkte: „Eines der auffälligsten Dinge war diese Verringerung des PEDF-Rezeptors auf der Oberfläche der RPE-Zellen in der Maus, der das PEDF-Protein fehlt. Es scheint, dass es eine Art Feedback-Schleife mit PEDF gibt […]“

Diese Veränderungen führten das Team zu dem Schluss, dass der Rückgang des PEDF die Alterung der Netzhautzellen verursacht.

Grenzen und Potenzial der Studie

Diese Studie kann Möglichkeiten aufdecken, altersbedingte Sehprobleme zu reduzieren, ist jedoch mit einigen Einschränkungen verbunden.

Was verursacht den PEDF-Verlust?

Obwohl die Forschung vorschlägt, dass PEDF das Altern vorantreiben kann, geben ihre Ergebnisse keine Antwort darauf, was den PEDF-Verlust verursacht.

In einem Interview mit Medical News Today sagte Dr.Becerra erklärte: „Neben PEDF gibt es andere Proteine, die in verschiedenen Epithelgeweben – einschließlich des RPE – während des Alterns fehlreguliert werden. Neben Veränderungen in der Expression und Produktion von alterungsbedingten Proteinen wurde eine Verkürzung der Telomere mit dem Altern in Verbindung gebracht und wird in Epithelgeweben mit hohem Umsatz wie der Haut beobachtet.“

„Telomere sind eine Struktur am Ende eines Chromosoms, die die Integrität unserer Gene aufrechterhält und ein kritischer Faktor für altersbedingte Krankheiten ist. Ihre Verkürzung kann die Expression von Genen während des Alterns beeinflussen; das PEDF-Gen, Serpinf1, ist eines davon“, fuhr sie fort.

„Das Ausmaß, in dem dies den PEDF-Verlust im Auge antreibt, ist jedoch unbekannt“, fügte sie hinzu.

MNT diskutierte diese Studie auch mit Dr.Howard R.Krauss, chirurgischer Neuroophthalmologe des Pacific Neuroscience Institute am Gesundheitszentrum von Providence Saint John in Santa Monica, Kalifornien, der nicht an dieser Forschung beteiligt war.

DR.Krauss teilte mit, dass „wir die lebenswichtige Bedeutung dieses Proteins verstehen und […] dass seine Verfügbarkeit mit zunehmendem Alter und/oder degenerativen Erkrankungen abnimmt, wir aber nicht wissen, was den Verlust verursacht.“

Er stimmte zu, dass die PEDF-Erschöpfung nur einer von vielen Faktoren für die RPE-Alterung ist.Er wies darauf hin, dass die Identifizierung weiterer Faktoren notwendig sein könnte, um altersbedingte Schäden zu reduzieren oder umzukehren.

Maus-zu-Mensch-Studienherausforderungen

Die vorliegende Arbeit analysierte Mausmodelle, die schwer auf Versuche am Menschen übertragbar wären, sagte Dr.Krauss warnte.

Zum Beispiel Dr.Becerra bemerkte, dass „das Fehlen einer Makula in der Netzhaut der Maus bedeutet, dass die Parallelen zu Erkrankungen wie der altersbedingten Makuladegeneration nicht so klar sind, wie sie es bei einer Art mit dieser Struktur sein könnten.“

Laut Dr.Krauss: „Es gibt keine Gewissheit, dass das, was in diesem Mausmodell funktionieren könnte, letztendlich für den Menschen von Wert ist.“

Weiter, Dr.Becerra sagte MNT, dass die Replikation der Studie am Menschen eine Herausforderung darstellen würde, da Proben von Patienten ohne PEDF knapp sind.

Die Anwendungen der Studie

Trotzdem ist Dr.Krauss war etwas optimistisch in Bezug auf die Auswirkungen dieser NIH-Forschung.

Er hoffte, dass die Demonstration der Auswirkungen des PEDF-Verlusts „jetzt die Verwendung dieses Modells ermöglichen wird, um potenzielle therapeutische Maßnahmen zur Erhöhung des PEDF und/oder die Anwendung vorgeschlagener therapeutischer Maßnahmen anzuwenden, um den schädlichen Auswirkungen des PEDF-Mangels entgegenzuwirken“.

DR.Becerra sagte, dass sie und andere Forscher weiterhin „Möglichkeiten zur Verwendung von PEDF-abgeleiteten Peptiden oder Nachahmern als Therapeutikum für Menschen“ erforschen werden.

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