Amerikanische Forschende haben untersucht, ob Goldnanopartikel zur Wiederherstellung des Sehvermögens bei Menschen beitragen, die eine Netzhautdegeneration haben. In einer Studie mit Mäusen erzielten sie einen gewissen Erfolg.
Zu den Netzhauterkrankungen mit fortschreitenden Schädigungen gehören unter anderem die Altersbedingte Makuladegeneration (AMD) oder Retinitis pigmentosa (RP). Diese Krankheiten führen zu einem Absterben der Fotorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) in der Netzhaut – aber andere retinale Nervenzellen wie Bipolar- und Ganglienzellen bleiben intakt.
Aufgabe einer Bipolarzelle ist es, durch Lichteinfall generierte Signale von mehreren Fotorezeptoren zu übernehmen, zu bündeln und sie an eine Ganglienzelle weiterzuleiten. Letztere führt die Impulse zum Sehnerv und über ihn weiter an das Gehirn, wo die mannigfachen Signale endgültig verarbeitet und als Bild wahrgenommen werden.
Nun wollen Forschende der Brown University im amerikanischen Providence die erhaltene Funktionsfähigkeit der Bipolar- und Ganglienzellen für ein anspruchsvolles Ziel nutzen: Ihr ambitioniertes Ziel ist die Wiederherstellung des Sehvermögens von Menschen mit AMD oder RP. Zu diesem Zweck haben sie eine innovative Methode entwickelt, bei der Goldnanopartikel direkt in die Netzhaut injiziert werden. Mit der Grösseneinheit «Nano» bezeichnet man den Milliardstel-Teil eines Meters.
Zellen reagieren dank Partikeln auf Muster des Infrarotlichts
Der Effekt der «Goldspritze» sollte folgender sein: Durch gezielte Bestrahlung mit Infrarotlicht wollte man die injizierten Nanopartikel dazu bringen, eine minimale Wärmemenge zu erzeugen. Und diese sollte die Bipolar- und Ganglienzellen stimulieren – ähnlich, wie es die Signale gesunder Fotorezeptoren tun.
Um diese Hypothese zu testen, führte das Team von der Brown University Experimente an Mäusen mit Netzhauterkrankungen durch. Nach der Injektion einer flüssigen Lösung mit Goldnanopartikeln projizierten sie via infrarotes Laserlicht ein bestimmtes Muster aus auf die Netzhaut der Mäuse. Mithilfe von Kalziumsignalen konnten die Forschenden dann bestätigen, dass die stimulierten Zellen in ihrer Anordnung den Mustern des Laserlichts entsprachen.
Um die Sicherheit der Methode zu bewerten, untersuchte das amerikanische Team Stoffwechselmarker für Entzündungen und Toxizität. Es stellte fest, dass weder die Nanopartikel noch die Laserbestrahlung schädliche Nebenwirkungen verursachten. Darüber hinaus wurde mittels neuronaler Aktivitätsmessungen ein entscheidender Nachweis erzielt: Die optischen Signale liessen sich erfolgreich in die visuellen Gehirnregionen der Mäuse übertragen. Dies deutet darauf hin, dass das Sehvermögen der Tiere zumindest teilweise wiederhergestellt wurde.
Eine Brille mit Infrarot-Laser
Aber wie soll eine künftige Anwendung der Goldpartikel-Methode beim Menschen aussehen? Die amerikanischen Forschenden stellen sich eine Brille oder ein Headset vor, die mit einem auf die Goldnanopartikel im Auge zielenden Infrarotlaser bestückt sind. Eine Kamera soll die Umgebung erfassen, die gesammelten Bilddaten verarbeiten und via Laser die Nanopartikel gezielt stimulieren, damit visuelle Signale entstehen.
Im Vergleich zu den existierenden Netzhautimplantaten bietet die neue Methode mit den Goldpartikeln einige entscheidende Vorteile. Sie ist deutlich weniger invasiv, da keine chirurgische Implantation erforderlich ist. Stattdessen werden die Nanopartikel mittels einer Spritze direkt in die Netzhaut eingebracht – eine einfache und sichere ophthalmologische Routineprozedur.
Zudem könnte die neue Methode eine höhere Bildauflösung und ein breiteres Sichtfeld ermöglichen. Denn die Nanopartikel decken die gesamte Netzhaut ab und sind nicht nur auf eine begrenzte Anzahl von Elektroden beschränkt, wie es bei den Implantaten der Fall ist.
Weitere Studien sind notwendig
Obwohl weitere Studien erforderlich sind, scheinen die bisherigen Ergebnisse ein deutliches Potenzial für eine künftige Anwendung beim Menschen nahezulegen. Die Forschenden von der Brown University konnten nach eigener Aussage bereits nachweisen, dass die Nanopartikel über Monate in der Netzhaut verbleiben, ohne toxische Auswirkungen zu haben – und dass sie das visuelle System erfolgreich stimulieren können.
Redigiert von PJ unter Einbezug folgender Quellen (Juni 2025):
Forschungsnewsletter Pro Retina Deutschland (Mai 2025); Brown University; Neuroscience News; Lexikon der Neurowissenschaft