Das in den USA stationierte Unternehmen LambdaVision verwendet ein lichtaktives Protein namens „Bacteriorhodopsin“, um eine künstliche Netzhaut herzustellen. Schon in den 90er Jahren wurden erste Studien dazu veröffentlicht. Bacteriorhodopsin wird von Halobacterium salinarum synthetisiert, einem Mikroorganismus, der mit zu den ältesten Lebensformen auf der Erde gehört. Bacteriorhodopsin hat einige Ähnlichkeiten mit Rhodopsin. Beide Proteine enthalten Retinal, ein Chromophor als Schlüssel zur Absorption von Lichtenergie.

Bei Bacteriorhodopsin wird Lichtenergie in Stoffwechselenergie umgewandelt. Wenn Licht Bacteriorhodopsin aktiviert, werden Wasserstoffionen durch eine Membran gepumpt und erzeugen einen Protonengradienten, der eine Reaktion auslösen kann. In der künstlichen Netzhaut von LambdaVision wird gereinigtes Bacteriorhodopsin auf eine Ionen-durchlässige Membran geschichtet. Schicht um Schicht wird aufgetragen, um genügend Licht zu absorbieren und einen Ionengradienten zu erzeugen, der die neuronalen Schaltkreise der bipolaren und retinalen Ganglienzellen in der Netzhaut stimulieren kann. Jede der künstlichen Netzhäute enthält 200 Proteinschichten auf einer Netzmembran.

Je glatter diese Schichten sind, desto besser funktioniert das Implantat, aber die Schwerkraft auf der Erde steht dieser idealen Formbildung entgegen.

Deshalb beschloss LambdaVision, die Machbarkeit der Herstellung seiner perfekt glatten künstlichen Netzhaut im Weltraum zu untersuchen, in der Hoffnung, dass es in der Schwerelosigkeit ermöglicht werden könnte. In Kooperation mit Space Tango, einem weltraumgestützten Forschungsunternehmen, entwarfen sie automatisierte CubeLabs, kleine fernsteuerbare Mikrolabore, um die Experimente mit Eingaben von der Erde nahezu in Echtzeit durchführen zu können. Die NASA hat das Forschungsprojekt mit fünf Millionen US-Dollar unterstützt und schickte 2018 ein erstes CubeLab zur Internationalen Raumstation (ISS), gefolgt von vier weiteren Experimenten.

Nach Rückkehr des fünften CubeLabs zur Erde zeigten erste Analysen einen Erfolg: die 200-Schichten-Netzhäute sind im Inneren regelmäßiger als die, die auf der Erde in der Schwerkraft gebildet werden konnten. Drei weitere CubeLabs sollen innerhalb des nächsten Jahres auf der ISS eintreffen. LambaVision hofft, seine künstliche Netzhaut bis 2024 für Experimente mit Patienten mit fortgeschrittener Retinitis pigmentosa zur Verfügung stellen zu können. Bei positiven Ergebnissen sollen weitere Studien zur Behandlung der altersbedingten Makuladegeneration folgen.

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Quellen:
https://www.gamingdeputy.com/gr/im-weltraum-hergestellte-netzhaut-kann-blindheit-heilen/
Chen Z, Birge RR. Protein-based artificial retinas. Trends Biotechnol. 1993 Jul;11(7):292-300. doi: 10.1016/0167-7799(93)90017-4. PMID: 7763952.
https://www.ophthalmologytimes.com/view/artificial-retina-engineered-from-ancient-protein-now-in-space

Die sogenannte „Blaulichtgefahr“ ist das Ergebnis experimenteller Befunde, die den Blauanteil des Lichtes bei kurzzeitiger intensiver Exposition als hochgradig toxisch für die Netzhaut nachgewiesen haben.
Dieser Begriff wird mittlerweile kommerziell dahingehend missbraucht, dass selbst Umgebungslicht phototoxische Schäden der Netzhaut verursachen soll, und zum Beispiel zu einer altersbedingten Makuladegeneration (AMD) führt.
In dieser perspektiven Studie werden epidemiologische und biophysikalische Daten zu blaufilternden optischen Chromophoren auf diese Fragestellung untersucht.
Große epidemiologische Studien bleiben nach wie vor den Beweis schuldig, dass Blaulicht-blockende Intraokularlinsen (IOLs) das AMD-Risiko oder -Fortschreiten verringern.
Brillengläser mit Blaulichtfiltern können die Blendung durch Behinderung nicht reduzieren, da die Bild- und Blendungsbeleuchtung im gleichen Verhältnis verringert werden.
Der Blaulichtanteil im Licht, der für eine optimale photorezeptive Funktion von Stäbchen und retinalen Ganglienzellen unerlässlich ist, wird durch fortschreitende altersbedingte Trübung der Augenlinse, Pupillenmiosis und Degeneration von Stäbchen und retinalen Ganglien-Photorezeptoren auf natürliche Weise verringert.
Somit nimmt die tägliche Exposition durch blaues Licht bei älteren Erwachsenen automatisch ab, insbesondere bei Frauen.
Die „Gefahr durch blaues Licht“ wird als Marketingstrategie missbraucht, spezielle Brillengläser und IOLs zu auf dem Markt unterzubringen. Blaulichtblockade bei Pseudophaken mit entsprechenden Filtern in IOLs ist permanent und somit nicht steuerbar. Blaufilternde Chromophore reduzieren dauerhaft die Aufnahme von Blaulicht, das für eine gute geistige und körperliche Gesundheit (z.B. durch Bildung von Melanopsin durch die ipGCR, das die Melatoninausschüttung in der Zirbeldrüse regelt) und für ein optimales skotopisches und mesopisches Sehen mitverantwortlich ist.

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Mainster MA, Findl O, Dick HB, Desmettre T, Ledesma-Gil G, Curcio CA, Turner PL. The Blue Light Hazard Versus Blue Light Hype. Am J Ophthalmol. 2022 Feb 25;240:51-57

Ein dicht gepacktes Konglomerat aus kristallinen Proteinen sorgt für die optische Klarheit und den einzigartigen Brechungsindex des Linsengewebes. Die menschliche Linse hat nur eine begrenzte Kapazität zur Synthese neuer Proteine. Die Jahrzehnte lange Linsentransparenz wird teilweise durch aB-Crystallin (cryAB) ermöglicht, ein Chaperon, das die Proteinstabilität aufrechterhält.
Altersbedingte Schäden oder Mutationen der Linsen-Chaperonproteine ​​αA- und αB-Kristallin führen zu deren Destabilisierung und Aggregation, die in einer Kataraktbildung gipfeln.
Vor einigen Jahren wurde VP1-001 identifiziert, ein Oxysterol, das die cryAB-Aggregation begrenzen kann.
35 Mäuse (Wildtyp und genmanipulierte Cryaa-R49C und Cryab-R120G-Typen) wurden 2 Wochen lang 3x/Woche mit topischem VP1-001 in einem Auge und einem Vehikel im anderen behandelt und neun Mäuse bildeten die unbehandelte Kontrollgruppe.
Ziel der Studie war es zu messen, wie Katarakt-bedingende Mutationen eine Katarakt entwickeln und ob die Behandlung mit einer VP1-001 Auswirkungen auf die Optik und Transparenz der Linse hat.
Erstens konnte in dieser Studie gemessen werden, dass verschiedene α-Kristallin-Mutationen den Brechungsindexgradienten der Linsen auf unterschiedliche Weise verändern und auch unterschiedlich auf die Therapie reagierten.
Die Ergebnisse der Behandlungsgruppe mit VP1-001 zeigte jedoch eine Verbesserung der Brechungsindexprofile bei 61 % der Linsen, und dieses Ergebnis wurde durch eine messbare Reduktion des Linsentrübungsgrades der Linsentrübung um 1,0 bei 46 % der lebenden Mäuse unterstützt.

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Wang K, Hoshino M, Uesugi K, Yagi N, Pierscionek BK, Andley UP. Oxysterol Compounds in Mouse Mutant αA- and αB-Crystallin Lenses Can Improve the Optical Properties of the Lens. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2022 May 2;63(5):15. doi: 10.1167/iovs.63.5.15. PMID: 35575904; PMCID: PMC9123516.

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Die Studie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen in Deutschland (KiGGS) des Robert Koch-Instituts liefert bundesweit repräsentative Daten, mit denen die gesundheitliche Lage der Kinder und Jugendlichen bis 17 Jahren sowie Entwicklungstrends beschrieben werden können. Die Autoren dieser Veröffentlichung werteten Daten der Studie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen in Deutschland aus (KiGGS-Basiserhebung, 2003−2006, N = 17 640 und KiGGS Welle 2, 2014−2017, N = 15 023) bezüglich Myopieprävalenz und Progression aus. Die Daten wurden mittels Elternfragebogen erhoben und durch das Vorhandensein einer Sehhilfe validiert. Die Myopieprävalenz bei den 0-17-jährigen in Deutschland in den Jahren 2003–2006 11,6 % (95-%-Konfidenzintervall: [11,0; 12,2]) und in den Jahren 2014–2017 11,4 % [10,7; 12,2]. In keiner der Altersgruppen beider Geschlechter zeigte sich eine relevante und statistisch signifikante Veränderung in der Myopieprävalenz. Im adjustierten Modell (adjustiert für Alter, Geschlecht, sozioökonomischen Status der Familie, Migrationshintergrund) zeigte sich kein Zusammenhang der Myopie mit digitaler Mediennutzung. Längeres Lesen von Büchern war mit Myopie assoziiert. Bei mehr als zwei Stunden Lesen pro Tag ergab sich eine Odds Ratio von 1,69 [1,3; 2,2].
Die Myopieprävalenz zeigt sich über etwa zehn Jahre bei Kindern und Jugendlichen in Deutschland nahezu gleich. Veränderungen in der Mediennutzung, wie etwa die vermehrte Nutzung von Smartphones durch Kinder und Jugendliche, haben demnach zumindest bislang keinen nachweisbaren Einfluss auf die Myopie-Entstehung.

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Schuster AK, Krause L, Kuchenbäcker C, Prütz F, Elflein HM, Pfeiffer N, Urschitz MS: Prevalence and time trends in myopia among children and adolescents—results of the German KiGGS study.
Dtsch Arztebl Int 2020; 117: 855–60.

Ziel dieser prospektiven randomisierten Crossover-Studie war es, den Einfluss künstlicher Tränen unterschiedlicher Viskosität auf die K-Werte vor Kataraktoperation zu evaluieren. Daher wurde eine Patientenpopulation von 80 Patienten (123 Augen) vor Kataraktoperation 2 Gruppen zugeordnet: normale und trockene Augen. Zwei native Basis-Keratometrien wurden gefolgt von der Instillation von hoch- oder niedrigviskosen Augentropfen. Die Keratometrie wurde 30 Sekunden, 2 Minuten und 5 Minuten nach der Instillation wiederholt.
Das Hauptinteresse der Studie bestand darin, den Einfluss von Augentropfen unterschiedlicher Viskosität bei normalen und trockenen Augen auf kurzzeitige K-Werte zu messen. Die Wiederholbarkeit zwischen nativen Basismessungen war hoch (Standardabweichung = 0,02 mm bei normalen und trockenen Augen). Bei normalen und trockenen Augen wurde ein statistisch signifikanter Anstieg der Messvariabilität nach Instillation von sowohl niedrigviskosen als auch hochviskosen Augentropfen beobachtet (P <0,01). Die Messvariabilität war zwischen der Basismessung und nach 30 Sekunden am ausgeprägtesten, nahm aber mit der Zeit ab. Die Variabilität der K-Werte war bei trockenen Augen im Vergleich zu normalen Augen höher. Der Astigmatismus variierte um mehr als 0,5 Dioptrien bei 13,2% der normalen Augen und 34,4% bei trockenen Augen unter Verwendung von Augentropfen mit hoher Viskosität.
Die Anwendung von Augentropfen vor der Durchführung einer Keratometrie während der Biometrie sollte mit Bedacht durchgeführt werden. Entweder sollten keine Augentropfen verwendet oder die Keratometrie muss um mehr als 5 Minuten verzögert werden. Diese Faustregel gilt umso mehr für trockene Augen, da ihre Messungen eine höhere Streuung und eine geringere Reproduzierbarkeit aufwiesen und daher weniger zuverlässig waren. Je höher die Viskosität von Augentropfen ist, desto länger ist der Einfluss auf die Augenoberfläche und desto länger sollte daher das Intervall zwischen Verabreichung der Augentropfen und Messung sein.

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Röggla V, Leydolt C, Schartmüller D, Schwarzenbacher L, Meyer E, Abela-Formanek C, Menapace R. Influence of Artificial Tears on Keratometric Measurements in Cataract Patients. Am J Ophthalmol. 2021 Jan; 221:1-8.

Refraktives und visuelles Ergebnis einer falsch ausgerichteten torischen IOL nach operativer Neuausrichtung

Bei ungefähr bis zu 5% der Patienten kann sich eine torische IOL postoperativ drehen und falsch ausrichten.
In dieser institutionellen, retrospektiven Fall-Kontroll-Studie wurden 39 Patienten von August 2013 bis Dezember 2019 in der Augenklinik der Goethe-Universität in Frankfurt einer zweiten Operation unterzogen, um eine falsch positionierte torische IOL neu auszurichten. Die ideale torische Achse wurde mit dem Rückrechner astigmatismfix.com ermittelt.
Die torischen IOLs zeigten zunächst eine Fehlausrichtung von 25,69 ° ± 26,06 °. Die postrotationale, nicht korrigierte Sehschärfe auf die Ferne (UDVA= uncorrected distance visual acuity) verbesserte sich von 0,39 ± 0,29 logMAR auf 0,27 ± 0,18 logMAR. Das Brechungsergebnis zeigte eine Verringerung der Restsphäre und des Zylinders.
Die postoperative UDVA nach Ausrichtung auf die präoperativ berechnete Achse (51%) betrug 0,24 ± 0,16 logMAR mit einem Zylinder von 0,90 ± 0,90 D. In der Gruppe mit Ausrichtung auf eine rückberechnete Achse (49%) betrug die UDVA 0,32 ± 0,20 logMAR mit einem Zylinder von 0,76 ± 0,72 D.
IOLs mit hoher Zylinderstärke (≥2 D) zeigten bei Rückrechnung eine höhere Abnahme des Restzylinders als IOLs mit geringer Zylinderstärker (<2 D) (27% gegenüber 9%). Der mittlere sphärische äquivalente Vorhersagefehler des Rückrechners betrug 0,54 ± 0,55 D. Die Neuausrichtung von falsch ausgerichteten torischen IOLs verbessert die Sehschärfe und reduziert verbleibende Brechungsfehler. Wenn eine Neuausrichtung erforderlich ist, sollte diese bei Zylinderstärke der IOL> 2 Dioptrien mit einem torischen Rückrechner durchgeführt werden.

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Müller-Kassner A, Sartory T, Müller M, Varna-Tigka K, Mayer WJ, Kreutzer T, Schuh A, Priglinger S, Kohnen T, Shajari M. Refractive and visual outcome of misaligned toric IOL after operative realignment Outcome of misaligned toric IOL after operative realignment. Am J Ophthalmol. 2020 Dec 10: S0002-9394(20)30661-9.