Zusammenfassung
Die Suche nach kausalen Therapieoptionen für degenerative Netzhauterkrankungen kann
mit einem detaillierten Verständnis pathologischer Vorgänge gezielt vorangetrieben
werden. Alternativ kann sie sich auch auf einen eher ungerichteten Suchansatz für
therapeutische Wirkstoffe verlassen. Für beide Forschungsansätze werden In-vitro-
und, falls möglich, auch In-vivo-Krankheitsmodelle benötigt, die eine möglichst genaue
Abbildung des primären Ortes der Schädigung reflektieren. Tiermodelle unterliegen
Einschränkungen und können oft nur dezidierte Aspekte eines komplexen Krankheitsprozesses
abbilden. Primärkulturen von Zelltypen des hinteren Augenpols sind lediglich invasiv
bzw. post mortem zugänglich und aufgrund ihrer raschen Seneszenz nur ungenügend geeignet
für zeitlich anspruchsvolle Analysen oder pharmakologische Suchansätze. Immortalisierte
retinale Zelllinien wiederum unterscheiden sich in einigen Aspekten zu sehr von den
nativen Zelltypen. Eine vielversprechende Alternative bieten induzierte pluripotente
Stammzellen (iPSCs). Sie sind wenig invasiv zugänglich, patientenspezifisch generierbar,
uneingeschränkt vermehrbar und können aufgrund ihrer Pluripotenz bereits jetzt in
einige retinale Zelltypen gezielt ausdifferenziert werden. Diese iPSC-abgeleiteten
retinalen Zellen gleichen nativen Zellen in vielen charakteristischen Schlüsseleigenschaften.
In diesem Übersichtsartikel werden bereits etablierte In-vivo-und In-vitro-Krankheitsmodelle
degenerativer Netzhauterkrankungen vorgestellt und das Potenzial von iPSCs für eine
personalisierte In-vitro-Modellierung ausgeleuchtet. Darüber hinaus werden bisher
etablierte iPSC-abgeleitete Zelltypen des hinteren Augenpols – insbesondere Zellen
des retinalen Pigmentepithels – detaillierter betrachtet und ein Ausblick für das
Potenzial dieser Zellen in der allgemeinen ophthalmologischen Forschung gegeben.
Abstract
Today, the search for therapeutic options to treat retinal degeneration often relies
on an in-depth understanding of the underlying pathological events. Alternatively,
it is conceivable to search, in an undirected screening approach, for chemical compounds
affecting disease outcome. For both approaches, there is an urgent need for in vitro
and, ideally, in vivo disease models that adequately reflect the site of pathology.
Currently available animal models possess limitations as they often develop only defined
aspects of disease. Primary cell cultures, derived from the posterior pole of the
eye, can only be obtained after invasive surgery or are available post mortem, but
due to rapid cell senescence are not suited for long-term analysis. Immortalized retinal
cell lines, on the other hand, differ in many aspects from native cells. In this situation,
a promising alternative could arise from induced pluripotent stem cells (iPSCs). This
cell species can be generated via non-invasive techniques, they are patient-specific,
can be propagated indefinitely, and theoretically can be differentiated in all types
of retinal cells due to their pluripotent capacities. Importantly, the iPSC-derived
retinal cells greatly resemble native cells in many characteristic traits. In this
review we present a selection of established in vivo und in vitro models for retinal
degenerative disease. We also discuss the potential of iPSCs for personalized in vitro
modelling and provide an overview of existent iPSC-derived cell types of the posterior
pole, particularly for cells of the retinal pigment epithelium. We finally give an
outlook for the potential of such cells for basic research in ophthalmology.
Schlüsselwörter
Netzhautdegeneration - induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC) - Photorezeptor
- retinales Pigmentepithel (RPE) - Tiermodell - Krankheitsmodell
Key words
retinal degeneration - induced pluripotent stem cells (iPSC) - photoreceptor - retinal
pigment epithelium (RPE) - animal model - disease modelling