Buphthalmie: LRP2-Rezeptor ohne Abfangmodus

8. Oktober 2015
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Betroffene der genetisch bedingten Vergrößerung des Augapfels leiden unter starker Kurzsichtigkeit. Grund ist ein Gendefekt im LRP2-Rezeptor, der zu unkontrollierter Vergrößerung der Augen führt, da der Wachstumsfaktor SHH ungehemmt in die Stammzellnische der Netzhaut wandern kann.

Die Augen von Babys sind schon fast so groß wie die eines Erwachsenen, denn das menschliche Auge wächst nach der Geburt nur noch wenig. Das ist bei Reptilien und Fischen anders. Deren Augen wachsen stetig, obwohl sie den gleichen Aufbau haben, wie die Augen der Säugetiere, also auch die des Menschen. Was das Wachstum des Säugerauges hemmt, war bisher noch unverstanden. Bekannt war jedoch, dass ein zu starkes Wachstum des menschlichen Auges zu Kurzsichtigkeit führt, da der Augapfel zu lang wird und das ins Auge einfallende Licht nicht gezielt auf die Netzhaut treffen kann.

Dr. Christ und Prof. Willnow vom Max-Dellbrück-Centrum haben einen Mechanismus aufgeklärt, der das Wachstum des menschlichen Auges kontrolliert und damit Kurzsichtigkeit verhindert. Ausgangspunkt ihrer Studien war eine seltene Form starker Kurzsichtigkeit, welche bei Patienten mit einem Gendefekt in einem Rezeptor auftritt, der als LRP2-Rezeptor bezeichnet wird. Stark vergrößerte Augen konnten die Wissenschaftler ebenfalls in Mäusen beobachteten, denen LRP2 im Auge fehlt.

Bei Verlust des Rezeptors LRP2 verlängert sich der Augapfel (links) im Vergleich zu einem Auge mit intaktem LRP2-Rezeptor (rechts), histologische Präparate von Mäusen. © MDC

Bei Verlust des Rezeptors LRP2 verlängert sich der Augapfel (links) im Vergleich zu einem Auge mit intaktem LRP2-Rezeptor (rechts), histologische Präparate von Mäusen. © MDC

Gemeinsam mit internationalen Augenspezialisten gingen Christ und Willnow der Frage nach, warum ein Defekt von LRP2 zu unkontrolliertem Wachstum des Säugerauges, der Buphthalmie, führt. In einer Studie konnten sie zeigen, dass LRP2 in der Stammzellnische der Netzhaut sitzt. Dort sorgt LRP2 dafür, dass die Stammzellnische der Netzhaut im Säugerorganismus nicht überaktiv ist. Gegenspieler von LRP2 ist ein Signalmolekül, kurz SHH (Sonic hedgehog) genannt, welches das Wachstum von Stammzellen anregt.

LRP2 fängt Wachstumsfaktor ab

Seit langem ist bekannt, dass SHH die Embryonalentwicklung der Augen und die Ausbildung der Netzhaut mit ihren Stäbchen und Zäpfchen steuert. Dazu stimuliert es die Stammzellnische der Netzhaut. Im Säugerauge wird LRP2 am äußeren Rand der Netzhaut ausgebildet und fängt den Wachstumsfaktor SHH ab, bevor er die Spitze dieser Stammzellnische erreichen kann. So werden die Stammzellen am Rande der menschlichen Netzhaut nicht zum Wachstum angeregt und das Augenwachstum kontrolliert. Bei Patienten mit schwerer, genetisch bedingter Kurzsichtigkeit ist LRP2 mutiert und kann das zur Stammzellnische wandernde SHH-Signalmolekül nicht mehr abfangen. SHH aktiviert dann die Zellen der Stammzellnische – der Augapfel vergrößert sich stark.

Originalpublikation:

LRP2 acts as SHH clearance receptor to protect the retinal margin from mitogenic stimuli
Annabel Christ et al.; Developmental Cell, doi: 10.1016/j.devcel.2015.09.001; 2015

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