Gestörte Protein-Balance verursacht grauen Star

Wie genau entsteht der graue Star? Forschende von der Technischen Universität München haben herausgefunden, dass die Zusammensetzung der Proteinlösung eine entscheidende Rolle spielt. Die Erkenntnisse widersprechen der bisherigen Lehrmeinung.

Neue Studien über die Entstehung widerlegen bisherige Erkenntnisse

Der graue Star ist die häufigste Augenerkrankung beim Menschen. Die genauen Prozesse bei der Entstehung der Krankheit sind allerdings noch nicht vollständig aufgeklärt. Ein Forschungsteam unter der Leitung der Technischen Universität München (TUM) hat nun herausgefunden, dass die Zusammensetzung der Proteinlösung eine entscheidende Rolle spielt. Die Erkenntnisse widersprechen der bisherigen Lehrmeinung.

Die Zellen der Augenlinse bestehen aus einer hoch konzentrierten Proteinlösung. Diese Lösung ist normalerweise klar. "Wenn das Gleichgewicht der Proteine in der Linse gestört ist, verklumpen diese miteinander und die Augenlinse trübt sich", erklärt Prof. Johannes Buchner vom Lehrstuhl für Biotechnologie der TUM. Dann entsteht der graue Star, in Fachkreisen als Katarakt bekannt.

Die Trübung kann verschiedene Ursachen haben. Da die Proteine der Augenlinse bereits im Embryo gebildet und nicht ersetzt werden, können sich Schädigungen an den Proteinen im Laufe der Jahre anhäufen und schließlich zur Trübung führen. Daher tritt der graue Star vor allem im Alter auf. Aber es existiert auch eine genetische Disposition für die Augenkrankheit, bei der Proteine der Augenlinse mutiert sind – in diesen Fällen ist der graue Star bereits angeboren oder tritt in der Kindheit auf.

Instabile Proteine werden sofort abgebaut

Die WissenschaftlerInnen untersuchten Mäusestämme, die an erblich bedingten grauen Star litten. Sie arbeiteten dabei mit der Forschungsgruppe um Jochen Graw zusammen, bis 2019 am Institut für Entwicklungsgenetik des Helmholtz Zentrums München und Experte für Augenlinsen.

Die gängige Lehrmeinung war bisher, dass nur die defekten Proteine im Auge miteinander reagieren und verklumpen. Doch das Team um Buchner konnte nun an den Mäusen mit "genetischen Katarakten" zeigen: dies ist nicht der Fall. "Wir haben herausgefunden, dass die mutierten, instabilen Proteine in der Augenlinse gar nicht vorhanden sind", erklärt Buchner. "Sie werden sofort abgebaut." Stattdessen verklumpen die restlichen Proteine miteinander. "Unser aus den neuen Erkenntnissen entwickeltes Modell ist, dass die Balance der verschiedenen Proteine, also ihr Verhältnis zueinander wichtig ist. Wenn eins dieser Bestandteile fehlt, interagiert der Rest und verklumpt."

Wichtiger Schritt für die Behandlung des grauen Stars

Zwar wurden schon viele Studien durchgeführt, um die Entstehung des grauen Stars zu verstehen. "Eine so umfassende Untersuchung der Augenlinsen von Mäusen im Vergleich von Wildtyp und Mutanten ist aber bisher noch nicht gemacht worden", sagt Buchner. Die neuen Erkenntnisse sind ein wichtiger Schritt bei der Suche nach neuen Behandlungsmethoden der Augenkrankheit. Die gängige Methode ist eine Operation, bei der künstliche Linsen ins Auge eingesetzt werden.

"Wenn man versteht, was genau passiert, kann man auch überlegen, wie man die falschen Interaktionen vielleicht mit Medikamenten stören kann", sagt Buchner. "Das ist allerdings noch ein weiter Weg – und zunächst muss gezeigt werden, dass das vorgeschlagene Modell auch für menschliche Augenlinsen zutrifft."

Quelle: Schmid, P.W.N., Lim, N.C.H., Peters, C. et al.: Imbalances in the eye lens proteome are linked to cataract formation. Nat Struct Mol Biol 28, 143–151 (2021). https://doi.org/10.1038/s41594-020-00543-9

Esanum is an online network for approved doctors

Esanum is the medical platform on the Internet. Here, doctors have the opportunity to get in touch with a multitude of colleagues and to share interdisciplinary experiences. Discussions include both cases and observations from practice, as well as news and developments from everyday medical practice.

Esanum ist ein Online-Netzwerk für approbierte Ärzte

Esanum ist die Ärzteplattform im Internet. Hier haben Ärzte die Möglichkeit, mit einer Vielzahl von Kollegen in Kontakt zu treten und interdisziplinär Erfahrungen auszutauschen. Diskussionen umfassen sowohl Fälle und Beobachtungen aus der Praxis, als auch Neuigkeiten und Entwicklungen aus dem medizinischen Alltag.

Esanum est un réseau en ligne pour les médecins agréés

Esanum est un réseau social pour les médecins. Rejoignez la communauté et partagez votre expérience avec vos confrères. Actualités santé, comptes-rendus d'études scientifiques et congrès médicaux : retrouvez toute l'actualité de votre spécialité médicale sur esanum.