"Es lief bemerkenswert gut!"
Prof. Eberhart Zrenner ist einer der Erfinder des Retina-Implantats – eines Mikrochips, der blinden Menschen ihre Sehkraft zurückgeben soll. Im Interview spricht er über die Faszination Auge, das Implantat und den aktuellen Stand der Forschung.sg: Herr Prof. Zrenner, was hat Sie dazu veranlasst, sich so intensiv mit Retinitis Pigmentosa (RP) zu beschäftigen?
Prof. Dr. med. Eberhart Zrenner wurde 1945 in München geboren.
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EZ: Das Auge hat mich schon immer interessiert, darüber habe ich auch meine Doktorarbeit geschrieben. Ich finde es faszinierend, was für ein beeindruckendes Bild 110 Millionen Stäbchen und sechs Millionen Zapfen auf einer Fläche von einem Zwei-Euro-Stück vermitteln können. Es umfasst einerseits ein riesiges Gesichtsfeld und kann gleichzeitig feine Details auflösen – und das bei so hoher Geschwindigkeit, wie es kein Film und keine Kamera schafft. Das ist einfach ein beeindruckendes System (» s. Info „Gesichtsfeld“).
Später, als Augenarzt, habe ich viele Patienten mit der Krankheit RP erlebt. Es ist schrecklich, wenn man einem 20-jährigen Menschen sagen muss: „Sie sind nachtblind und das Gesichtsfeld wird sich sehr stark verengen. Sie müssen davon ausgehen, dass es immer schlimmer wird. Es kann sogar sein, dass es eines Tages ganz dunkel ist.“ Natürlich akzeptieren das viele Patienten nicht und suchen zum Teil nach abwegigen Möglichkeiten, diese Krankheit heilen zu lassen. Am Schluss muss leider immer eingesehen werden, dass es für diesen genetisch bedingten Untergang der Zapfen und Stäbchen, mit ganz wenigen Ausnahmen, noch keine Heilungschancen gibt. (» s. Info „Retinitis Pigmentosa“)
sg: Ist man nicht in der Genforschung schon weiter?
EZ: Wir wissen mittlerweile, dass es mehr als 160 verschiedene Gene gibt, in denen Mutationen oder Deletionen (» s. Info), also das Fehlen von Gen-Abschnitten, zur Netzhautdegeneration führen können. Dies zu verstehen ist natürlich eine ganz wichtige Forschungsrichtung, die wir auch weiter betreiben werden; in meiner Abteilung forscht eine große Gruppe daran. Aus dieser Ursachenforschung haben sich auch wichtige therapeutische Ansätze ergeben, die im Tierexperiment schon erfolgreich waren.
sg: Also gehen Ihre Forschungsansätze in völlig verschiedene Richtungen?
EZ: Ja. Man muss unterscheiden: Bei einem blinden Patienten ist es wie bei jemandem, der einen Fuß verloren hat. Wenn er ab ist, ist er ab, dann kann man nur mit einer Prothese helfen. Bei Blinden ist der analoge Forschungsansatz, durch Elektronikbauteile zu helfen. Es werden künstliche Lichtempfänger eingesetzt, die mit den verbliebenen Zellen der natürlichen Netzhaut verbunden werden. Elektronische Prothesen sind für Patienten gedacht, die kein brauchbares Sehen mehr haben.
Oft aber hat ein junger Mensch noch teilweise funktionierende Lichtempfänger und wir müssen überlegen, wie wir diese z.B. durch Wachstumsfaktoren (» s. Info) am Leben erhalten können. Hier setzt man den Chip derzeit nicht ein, da man Gefahr läuft, die noch funktionierenden Lichtempfänger zu zerstören.
Auch für diese Patienten gibt es neue therapeutische Ansätze. Beispielsweise kann man mit Hilfe von Viren intakte Genabschnitte in die betroffenen Lichtempfänger einschleusen, und somit die Zellen anregen, ihre fehlenden Zellbestandteile selbst zu regenerieren. So kann man die Krankheit aufhalten.
sg: Eine Methode, die bei Tieren bereits eingesetzt wurde…?
EZ: Ja, in den USA gibt es zum Beispiel einen Hund namens Lanzelot, der solche Viren mit dem so genannten Wildtyp-Gen in ein Auge injiziert bekommen hat. Die Viren dienen als Transporter für die korrekten Genabschnitte. Auch fünf Jahre nach einer einmaligen Injektion kann Lanzelot sich mit dem behandelten Auge noch orientieren, während das nicht behandelte erblindet ist.
sg: Sie haben vorhin von künstlichen Lichtempfängern gesprochen und meinten damit das Retina-Implantat. Seit wann forschen Sie an solchen Implantaten?
EZ: Seit 1995. Es gab einen Vorläufer: In Australien wurde einem Patienten tatsächlich 1953 eine Fotozelle in das Auge eingebaut, aber das hat nicht gut funktioniert. Der Patient hat kurz einen Lichtschein gesehen und das war’s. In den frühen 90er Jahren gab es dann einige Gruppen, unter anderem in den USA, die das wieder aufgegriffen haben. Wir haben uns daraufhin einen neuen Ansatz, das so genannte aktive subretinale Implantat, ausgedacht. Dabei wurden wir seit 1995 vom Bundesforschungsministerium unterstützt und waren erst mal zehn Jahre damit beschäftigt, die Grundlagen für elektronische Implantate zu entwickeln.
sg: 10 Jahre sind eine lange Zeit…
EZ: Ja, wir mussten erreichen, dass der Chip die Netzhaut verträgt, und die Netzhaut den Chip. Außerdem brauchten wir das richtige Operationsverfahren. Wir mussten die Funktion der verbliebenen Nervenzellen genau untersuchen und natürlich, wie viel Strom man braucht, um Signale zum Gehirn zu schicken. Es galt herausfinden, welchen Abstand die Elektroden haben müssen, damit zwei verschiedene Punkte erkannt werden können. Und natürlich haben wir auch viele Tierversuche machen müssen, zum Beispiel an Kaninchen und Schweinen, zur Verträglichkeit und Funktion der Materialien.
Man braucht ja Partner aus verschiedenen Disziplinen: Techniker, Physiologen, Biologen, Elektroniker, Materialwissenschaftler, Augenärzte. Wir mussten erst eine gemeinsame Sprache finden. Auf diese Weise in einer Gruppe zu arbeiten ist natürlich auch eine tolle Lebenserfahrung. Man muss die Gruppe irgendwie zusammenhalten und auf ein gemeinsames Ziel fokussieren, eine meiner wichtigsten Aufgaben.
sg: Und jetzt haben Sie gemeinsam den Erfolg der ersten Operationen gefeiert?
EZ: Ja, wir sitzen immer noch im gleichen Boot. Gemeinsam freuen wir uns, dass jetzt die ersten Patienten ein Implantat erhalten haben. Die Operationen sind prima verlaufen, aber endgültige Resultate wird es erst nach Abschluss der Studie geben. Wir haben zunächst mit einem 4 x 4 Feld von Elektroden gearbeitet. Bereits der erste blinde Patient konnte senkrechte von waagerechten Lichtbalken unterscheiden, das Elektrodenfeld genau beschreiben und genau sagen, in welche Richtung sich Punkte bewegen.
sg: Ein kleiner Chip mit großen Auswirkungen. Wie schätzen Sie denn die Resultate des Retina-Implantats ein?
EZ: Bisher gab es ja noch keine Möglichkeit, einem Blinden zu helfen, auch nur ein wenig wieder zu sehen – mit Ausnahme von Wundern natürlich. Wir dürfen aber nach diesen ersten Untersuchungen unserer Patienten davon ausgehen, dass man mit einer solchen technischen Anordnung tatsächlich die Netzhaut so reizen kann, dass zusammenhängende Bildeindrücke entstehen.
sg: Wie muss man sich diese Bildeindrücke vorstellen? Wie ein stark verpixeltes Computerbild?
EZ: Genau. Eines, das allerdings aus Punkten mit verschiedenen Helligkeitswerten besteht. Wenn man die verschiedenen Werte zusammensetzt, kommt so ein verpixeltes Bild zustande.
Dabei ist zu bedenken, dass die Netzhaut ein komplizierter Neurocomputer ist. Hier werden bereits sehr viele Informationen verarbeitet und so aufbereitet, dass sie das Gehirn verstehen kann. Diese Funktion nutzen wir mit, denn bei den blinden Patienten, die wir behandeln, sind ja im Wesentlichen nur die Lichtempfänger defekt und wir müssen auch nur diese ersetzen. Das neuronale Netzwerk der inneren Retina können wir nach wie vor für die Bildverarbeitung nutzen.
sg: Wenn also mehr als nur die Lichtempfänger defekt sind, hilft das Retina-Implantat nicht?
EZ: Bei Krankheiten, bei denen Zellschichten der inneren Netzhaut völlig zerstört sind, hilft natürlich auch der Ersatz der Lichtempfänger nichts. Beispielsweise beim voll ausgebildeten Grünen Star, bei dem die Ganglienzellen, die innersten Zellschichten der Netzhaut, untergegangen sind. Hier kann man leider kein Retina-Implantat verwenden, weil dann von der Netzhaut aus nichts mehr an das Gehirn weitergeleitet werden kann.
sg: Sie haben vorhin das Bild beschrieben, das Blinde bisher durch das Implantat erkennen können. Welche Weiterentwicklung des Chips ist vorstellbar? Wird das Bild noch präzise werden?
EZ: Wir wissen jetzt, welchen Abstand wir optimalerweise für die einzelnen Elektroden-Punkte nehmen müssen. Wir wissen, welche Ströme und Reizstärken wir brauchen und wie das elektrische Signal aussehen muss. Wir wissen, wie operiert werden muss. Jetzt geht es darum, über das Feld von 16 Lichtpunkten hinaus, eines mit 1500, das wir bereits entwickelt haben, zum Laufen zu bringen. Je mehr Elektroden vorhanden sind, desto detailreicher ist das Bild, das wir damit erzeugen können.
sg: Das Implantieren des Chips klingt nach einem größeren Eingriff, welche Risiken birgt so eine Operation?
EZ: Anfangs hatten wir große Bedenken, weil das Einpflanzen eines Chips eine sehr komplexe Geschichte ist. Normalerweise steckt ein Augenchirurg nichts unter die Netzhaut. Wir wussten nicht, ob das Implantat gut vertragen wird und haben deshalb zunächst eine vierwöchige Pilotstudie durchgeführt. Aber man muss sagen, es ist bisher sehr gut gelaufen und unsere Operateure haben spitzenmäßig gearbeitet. Die Chips sitzen an der richtigen Stelle, direkt am hinteren Pol des Auges, dort wo die Zellen sehr dicht gepackt sind. Es gibt keine Blutung und keine Entzündung. Es tritt gelegentlich eine leichte Netzhautschwellung auf, die man aber sehr gut beherrschen kann. Die Netzhaut hat sich nicht abgelöst. Es gibt auch keine toxischen Erscheinungen. Es lief bemerkenswert gut!
sg: Das scheint eine kostspielige Sache zu sein, können sich das durchschnittliche Kassenpatienten überhaupt leisten?
EZ: Schwierig zu sagen, im Moment zahlen die Patienten ja nichts. Wir müssen davon ausgehen, dass so ein Chip nachher in der Herstellung bis er dann – steril verpackt – als Medizinprodukt gekennzeichnet ist, rund 25.000 bis 30.000 Euro kosten wird. Dazu kommt noch die Netzhaut-Operation von mehreren Stunden und der Klinikaufenthalt. Die Kassen sind aber verpflichtet, solche Leistungen, wenn sie wirksam sind und keine andere Therapie möglich ist, zu übernehmen.
sg: Und wann rechnen Sie damit, dass das Retina-Implantat auf den Markt kommt?
EZ: Wenn alles gut geht, könnte das subretinale Implantat in zwei bis drei Jahren auf dem Markt sein. Das ist eine Vorhersage, die auf den ersten Versuchen beruht und aus meiner Sicht realistisch ist. Aber es kann natürlich noch einiges dazwischen kommen, beispielsweise unbekannte Probleme mit der Langzeitverträglichkeit.
sg: Ist es richtig, dass sich ein Patient den Chip bereits wieder entfernen ließ?
EZ: Ja, der Chip wird in der Pilotstudie wieder entfernt. Eine Studie muss ja einen Anfang und ein Ende haben und die erste Pilotstudie war auf 4 Wochen angelegt. Wir haben auch durch das Explantieren viel gelernt. Die Netzhaut ist auch nach dem Entfernen des Chips weitgehend im vorherigen Zustand. Ein Augenarzt würde die Stelle an der der Chip gelegen hat, kaum finden. Mit anderen Worten: Wenn verbesserte Implantate entwickelt werden, können Patienten auch die nächste Chipgeneration erhalten.
Links zum Thema
- Universitätsklinikum Tübingen, an deren Augenklinik Prof. Dr. Zrenner arbeitet
- Augenklinik Tübingen
Zur Person
Lisa an der Heiden und Simone Rapp studieren an der Hochschule Darmstadt Online-Journalismus.
