Hornhaut heilen: Diese regenerativen Methoden für Augenoberfläche und Hornhaut sind heute im Einsatz – ein Überblick

Dr. Klaus Fleck

Interessenkonflikte

21. Oktober 2022

In der Augenheilkunde gibt es mittlerweile bereits mehrere zugelassene biotechnologisch hergestellte Produkte der regenerativen Medizin, die bei Erkrankungen der Hornhaut als Augentropfen oder als Transplantate zum Einsatz kommen. Über Methoden, Indikationen und Therapiechancen berichtete Prof. Dr. Gerd Geerling (Universitätsklinikum Düsseldorf), Präsident der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft (DOG), auf einer Pressekonferenz im Vorfeld des diesjährigen Kongresses der DOG [1].

Prof. Dr. Gerd Geerling
Quelle: Universitätsklinikum Düsseldorf

Hornhautschädigungen können durch verschiedenste Erkrankungen und Verletzungen entstehen und im Extremfall eine Hornhaut-bedingte Erblindung verursachen, wie Geerling erläuterte: Beispiele sind Herpes-Infektion, Diabetes mellitus oder zentralnervöse neurodegenerative Erkrankungen, die z.B. zur neurotrophen Keratopathie – einer Hornhauterkrankung in Folge der Degeneration der Hornhautnerven – führen.

Schwere Verletzungen (z.B. durch Verätzung) und Entzündungen wie etwa beim Sjögren-Syndrom, Stevens-Johnson-Syndrom oder okulären Pemphigoid können in einer Limbusinsuffizienz resultieren. Der Hornhautlimbus, die Übergangszone zwischen Cornea und Sklera, beherbergt Stammzellen und ist für die regelmäßige Zellerneuerung des Hornhautepithels verantwortlich.

 
Diese Hornhautschädigungen genauso wie der relativ häufige Keratokonus … sind potenzielle Anwendungsgebiete für regenerative Therapeutika. Prof. Dr. Gerd Geerling
 

„Diese Hornhautschädigungen“, so Geerling, „genauso wie der relativ häufige Keratokonus – eine fortschreitende kegelförmige Verformung der Hornhaut – sind potenzielle Anwendungsgebiete für regenerative Therapeutika. So werden mittlerweile neurotrophe Wachstumsfaktoren, azelluläre Gewebematrizes oder Stammzellen einzeln oder in Kombination zur Regeneration des Auges eingesetzt.“

Augentropfen mit Wachstumsfaktoren

Einfach in Form von Augentropfen zu applizieren ist ein zur Behandlung der neurotrophen Keratitis in Europa zugelassenes Präparat auf der Basis eines rekombinanten humanen Nervenwachstumsfaktors (rhNGF). Der Wirkstoff Cenergemin hilft, einige der normalen Heilungsprozesse im Auge wiederherzustellen und Schäden an der Augenoberfläche im Zusammenhang mit der Erkrankung zu reparieren.

„Nach achtwöchiger Therapie konnte, wie die Zulassungsstudien zeigen, bei 72% der Patienten ein kompletter Epithelschluss erreicht werden, gegenüber nur 33% bei den Kontrollen“, berichtete Geerling. Die Zulassung durch die EMA erfolgte aufgrund des Nachweises, dass das Mittel die Anzahl an Patienten, die eine vollständige Heilung der Augenoberfläche erzielen, verglichen mit Augentropfen ohne Wirkstoff, um etwa 30% bis 40% erhöht.

 
Mittels Mikrokeratom kann eine solche zellfreie Schweinehornhaut zu einem Stroma-Ersatz zurechtgeschnitten und laserunterstützt in eine Tasche der menschlichen Hornhaut implantiert werden. Prof. Dr. Gerd Geerling
 

Allerdings kann das Präparat aktuell nur aus dem europäischen Ausland und zu einem pro Behandlung hohen fünfstelligen Betrag bezogen werden. Als mögliche Alternativen und um die Therapieoptionen für die neurotrophe Keratopathie zu erweitern, werden derzeit neue neuromimetische Moleküle bereits in Phase-3-Studien getestet.

Zellfreie Schweinehornhaut für Keratokonus-Patienten

Regenerative Medizin am Auge findet auf verschiedene Weise auch mit Kunstgeweben statt. „Prinzipiell“, so der Düsseldorfer Ophthalmologe, „sind dabei 2 Formen im Einsatz: zellfreie (dezellularisierte oder azelluläre) und zellbesiedelte (rezellularisierte) bioartifizielle Gewebe.“

So lässt sich Schweinehornhaut, die in großen Mengen als Abfallprodukt von Schlachthöfen zur Verfügung steht, nach genehmigten Verfahren zellfrei machen, um Abstoßungsreaktionen beim Menschen zu vermeiden und eine entzündungsfreie Einheilung im Empfängerauge zu ermöglichen. „Mittels Mikrokeratom kann eine solche zellfreie Schweinehornhaut zu einem Stroma-Ersatz zurechtgeschnitten und laserunterstützt in eine Tasche der menschlichen Hornhaut implantiert werden“, erklärte Geerling.

 
Hier kann die Transplantation von kultivierten autologen Limbusepithelzellen auf einem azellulären Träger zur Regeneration der Hornhautoberfläche eingesetzt werden. Prof. Dr. Gerd Geerling
 

Dadurch könne die Ausdünnung bzw. Verformung eines Keratokonus korrigiert und die Hornhautverkrümmung korrigiert werden. Ein entsprechendes Implantat sei zwar bereits in Deutschland zugelassen, müsse aber noch sorgfältig klinisch erprobt werden.

Kunstgewebe mit autologen Stammzellen zur Hornhaut-Regeneration

Eine Therapie mit zellbesiedeltem Kunstgewebe hingegen kann in Frage kommen, wenn es zu einem Verlust der natürlichen Epithelerneuerung im Hornhautlimbus gekommen ist – etwa nach einer Verbrennung oder Verätzung der Augenoberfläche. „Hier kann die Transplantation von kultivierten autologen Limbusepithelzellen auf einem azellulären Träger zur Regeneration der Hornhautoberfläche eingesetzt werden“, so der Düsseldorfer Experte. Die erforderlichen Zellen werden vom gesunden Partnerauge entnommen und im Labor auf Amnionmembran oder Fibrin-Gel expandiert.

„Durch das auf diese Weise im Labor hergestellte wenige Quadratzentimeter große Gewebekonstrukt (Holoclar®) lässt sich sozusagen die Zellerneuerungszone des gesunden Auges vervielfältigen, um dann als Ersatz in das kranke Auge transplantiert zu werden“, erläuterte Geerling.

Die in Studien ermittelte Gesamterfolgsrate des in der EU zugelassenen Therapieverfahrens (definiert als vollständig geschlossene, avaskuläre Hornhautoberfläche) betrage etwa 70%, die Kosten lägen bei mehr als 100.000 Euro pro Behandlung.

Für den Fall, dass beide Augen in der gleichen Weise geschädigt sind, müssten Stammzellen aus anderen Körperregionen (wie z.B. aus Haarfollikeln, aus der Mundschleimhaut oder mesenchymale Stammzellen) genutzt werden. Diese würden zwar bereits in klinischen Anwendungen eingesetzt, seien aber noch nicht kommerziell erhältlich.

In Deutschland nur „relativer“ Spendermangel bei Hornhaut-Transplantationen

Über die Situation bei Hornhaut-Transplantationen in Deutschland und weltweit berichtete DOG-Generalsekretär Prof. Dr. Claus Cursiefen, Universitätsklinikum Köln, auf der DOG-Pressekonferenz. Mit in Deutschland jährlich mehr als 9.000 und europaweit etwa 40.000 Eingriffen sei die Hornhaut-Transplantation die häufigste Transplantation überhaupt im Bereich der Medizin.

Während es hierzulande ein recht gut funktionierendes System von Hornhautbanken gibt und Cursiefen zufolge in Deutschland und Europa nur ein „relativer“ Spendermangel herrscht, habe dieser im Bereich der sich entwickelnde Länder dramatische Ausmaße: So kalkuliere man dort auf 1 Spender etwa 70 potenzielle Empfänger.

Fischschuppen als Lösung?

Folgende mögliche Strategien könnten helfen, den Spendermangel zu reduzieren:

  • Erhöhung der Spenderbereitschaft (stärkere Propagierung von Spenderausweisen).

  • Split-Cornea-Konzept: Ähnlich wie in der Lebertransplantationschirurgie lässt sich eine Spenderhornhaut zum Teil für 2 oder noch mehr Empfänger verwenden.

  • Zelltherapeutische Verfahren, um aus einer Spenderhornhaut potenziell Gewebe für mehrere Empfänger zu verwenden.

  • Künstliche Hornhäute (Beispiel Boston-Keratoprothese).

  • Biocornea: Hier gibt es verschiedene Ansätze, biologisch abbaubares Gewebe zu verwenden, das nach und nach vom Empfänger übernommen wird.

Als Beispiel für Biocornea nannte Cursiefen eine Technik, bei der mittels modifizierter Schuppen des Fisches Tilapia ein durchsichtiges und stabiles Transplantat generiert wird, das dann als Matrix dient und sukzessive vom Empfänger übernommen wird.

Die Fischschuppen-Transplantation, so der Kölner Ophthalmologe, sei aktuell ein interessanter Ansatz zur Behandlung von Verletzungen des Auges, aber sicher noch nicht die Lösung aller Probleme im Bereich des Transplantationsgewebemangels, weshalb hier weitere Forschung gebraucht werden.

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