Institut für Klinische Physiologie

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Physiologie des Auges
Forschungsthemen

Forschung:     Rita Rosenthal
Kooperation:  Hagen Thieme, Universitätsaugenklinik Mainz
                     Olaf Strauss, Experimentelle Ophthalmologie Hamburg

  eye Themen eye 

Wir haben uns auf die Gewebe des Auges konzentriert, deren Funktion bei Augenerkrankungen gestört ist. Hierbei steht das Trabekelwerk (Glaukom, grüner Star) sowie das retinale Pigmentepithel (verschiedene Formen der Retinadegeneration) im Mittelpunkt der Forschung. 

Glaukom: Erhöhten Augeninnendruck führt hierbei zum progredienten Visusverlust. Hierbei ist der Abfluß von Kammerwasser über das Trabekelmaschenwerk gestört. Diese Struktur hat kontraktile Eigenschaften und ist somit aktiv an der Regulation des Augeninnendrucks beteiligt. Die Gruppe untersucht mittels direkter Kontraktilitätsmessung die Wirkungsweise verschiedener Pharmaka auf das Trabekelwerk und den Ziliarmuskel. Kultivierte bovine und humane Trabekelwerks- und Ziliarmuskelzellen dienen den Patch-clamp und molekularbiologischen Untersuchungen als Grundlage. Hierbei sollen die beteiligten Signaltransduktionskaskaden bei der Vermittlung von Relaxation und Kontraktion untersucht werden.

Netzhautdegenerationen: Das retinale Pigmentepithel (RPE) umschließt mit seinen apikalen Mikrovilli die lichtempfindlichen Außensegmente der Photorezeptoren. Es steht in enger Interaktion mit den Photorezeptoren und sorgt für die Aufrechterhaltung der Funktion der Photorezeptoren. Störungen der Interaktion zwischen Photorezeptoren und Pigmentepithel führen zur Degeneration der Retina. In diesem Zusammenhang wird die gestörte Interaktion in Tiermodellen für Retinitis pigmentosa* (Royal College of Surgeons Ratte) und Norrie’s Disease untersucht. Dabei steht die Funktion des Pigmentepithels als sekretorisches Gewebe im Vordergrund, da eine veränderte Wachstumsfaktorsekretion durch das Pigmentepithel bei den degenerativen Erkrankungen eine zentrale Rolle zu spielen scheint.

Die veränderte Sekretion von Wachstumsfaktoren ist ebenfalls für angiogenetische Prozesse in der Retina bei altersabhängiger Makuladegeneration verantwortlich. Die zu Grunde liegenden Mechanismen werden in Kooperation mit der Augenklinik erforscht, wobei Zellen aus neovaskulären Membranen untersucht werden, die bei Augenoperationen an Patienten mit altersabhängiger Makuladegeneration entfernt werden.

So wird die Regulation von Ionenkanälen mit Hilfe der Patch clamp-Technik, und die Interaktion regulatorischer Proteine mit den Kanalproteinen mit molekularbiologischen Methoden untersucht. Die Interaktionen von Ionenkanälen und Tyrosinkinasen bilden dabei zur Zeit ein Forschungsschwerpunkt.

*Sehr gute und ausführliche Information über Retinitis pigmentosa bietet die Pro Retina Deutschland e.V., eine Selbsthilfevereinigung von Menschen mit Netzhautdegenerationen (früherer Name: Deutsche Retinitis Pigmentosa Vereinigung, DRPV). Die weltweite Dachorganisation ist die International Retinitis Pigmentosa Association (IRPA).

  eye Methoden eye 

Zellkulturtechniken: Es werden Zellen von Ratten und Rindern und Zellen des Menschen kultiviert. Dazu zählen: Trabekelwerk, retinales Pigmentepithel, Ziliarmuskel und Skleralspornzellen.

Kontraktionsmessungen: Bovine Trabekelwerk- und Ziliarstreifen werden präpariert und in einen force-length-transducer eingespannt. Superperfusion mit verschiedenen Sustanzen erlaubt direkte funktionelle Messungen im Micro-Newtonbereich.

Patch clamp-Technik: Diese Technik dient neben der Charakterisierung von Ionenkanälen, auch der Untersuchung von Signaltransduktionsmechanismen in den Zellen. In unserer Arbeitsgruppe werden unter anderem Ca2+- und K+-Kanäle des retinalen Pigmentepithels und des Trabekelwerks des Auges untersucht.

Intrazelluläre Kalziummessung: Der kalziumsensitive Farbstoff FURA-2 erlaubt die Untersuchung von Kalziumänderungen der Zellen. Die Messsungen erfolgen gleichzeitig mit Patch clamp-Untersuchungen.

Molekularbiologische Methoden: Zellkulturen werden mittels Proteinblottingmethoden (Western Blotting, Immunopräzipitation) untersucht. Von Interesse sind hier Signalproteine, Rezeptoren, Enzyme und deren Regulation. Desweiteren stehen PCR-Techniken zur Verfügung.

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