Heparansulfat als Schlüssel für Lipoprotein-Retention identifiziert
Die altersabhängige Makuladegeneration (AMD), die häufigste Erblindungsursache in den Industrienationen, beginnt mit der Bildung von aus Lipiden und Proteinen bestehenden Ablagerungen, den sogenannten Drusen, im Bereich der Bruchschen Membran der Netzhaut. Der Mechanismus der am Anfang der Drusenbildung stehenden Lipoprotein-Retention war bislang weitgehend unbekannt.
Eine in den Proceedings of the National Academy of Sciences erschienene Laborstudie hat Heparansulfat, ein sulfatiertes extrazelluläres Glykosaminoglykan, als ein für die Anheftung von Lipoproteinen an die Bruchsche Membran entscheidendes Agens identifiziert. Die Forschergruppe unter Leitung von Christopher B. Toomey vom Shiley Eye Institute der Univerity of California (UC) San Diego School of Medicine untersuchte mittels Rasterelektronenmikroskopie postmortale AMD-Gewebe und wies dabei Aggregate von Lipoprotein-ähnlichen Partikeln auf der dem retinalen Pigmentepithels zugewandten Seite der Bruchschen Membran und dies in unmittelbarer Nähe zu Heparansulfat nach. Das Gewebe von AMD-Patienten hatte deutlich mehr Heparansulfat in der Bruchschen Membran im Makulabereich als das von Personen ohne AMD. Lipoprotein-ähnliche Partikel wie zum Beispiel HDL (high-density lipoprotein) häuften sich in Bereichen an, die reich an Heparansulfat waren. Dies deutet nach Einschätzung der Studienautoren darauf hin, dass Heparansulfat diese Partikel regelrecht abfangen kann.
Mit menschlicher Bruchscher Membran, die auf einem Quarzkristall-Mikro-Biosensor (QCM) immobilisiert war, konnte gezeigt werden, dass Heparansulfat für die Bindung von Lipoproteinen essenziell ist und lösliches Heparansulfat die an Bruchsche Membran gebundenen Lipoproteine entfernen kann. Drusen – extrazelluläre Aggregate aus lipoproteinähnlichen Partikeln, die sich zwischen der Basalmembran des retinalen Pigmentepithels (RPE) und der inneren kollagenen Schicht (ICL) der Bruchschen Membran finden – sind das pathognomonische Merkmal der frühen und mittleren AMD. Vor allem große Drusen sind mit einer Atrophie und einer Störung der äußeren Netzhautschichten assoziiert und direkt über solchen Drusen wird eine verminderte Empfindlichkeit der Netzhaut beobachtet. Die geografische Atrophie, neben der neovaskulären Verlaufsform eine der beiden klinischen Varianten der fortgeschrittenen oder späten AMD, beginnt häufig über großen Drusen.
Die Lipidakkumulation in der Frühphase der AMD ist verschiedentlich mit ähnlichen Vorgängen in der Pathogenese der Arteriosklerose verglichen worden. Ein wesentlicher Unterschied besteht indes darin, dass bei der AMD das lipoproteinähnliche Material extrazellulär bleibt, weil es keine Immunzellinfiltration gibt, während atherosklerotische Plaques typischerweise lipidbeladene Makrophagen aufweisen. „Daher ist die Rolle der Bruchschen Membran,“ so schreiben Toomey und Ko-Autoren, „bei der Sequestrierung der extrazellulären Ablagerungen ein Gebiet für zukünftige Studien und für die Pathogenese der AMD relevant.“
In einer die Publikation begleitenden Presseerklärung stellt die UC San Diego die möglichen therapeutischen Konsequenzen aus der Entdeckung dieser vom Heparansulfat vermittelten „klebrigen Interaktion“ heraus. Das jetzt erweiterte pathobiologische Verständnis der Drusenbildung „könnte eine Möglichkeit sein, frühe Anzeichen von AMD zu verhindern oder sogar rückgängig zu machen, bevor ein Sehverlust eintritt.“ Die Forschenden haben im Rahmen ihrer Untersuchungen nachgewiesen, dass es möglich sein könnte, die Anhäufung von Lipoproteinen in der Bruchschen Membran zu verhindern oder umzukehren. Dafür würden sich nicht-blutverdünnende Formen von Heparin als potenzielle Behandlungsmethoden anbieten, die dazu beitragen könnten, schädliche Lipide quasi „wegzuspülen“, ohne dass die Blutungsrisiken von normalem Heparin bestünden.
Quelle: Forschungsnewsletter PRO RETINA