Reversible RNA-Therapie senkt Augeninnendruck

Das Glaukom ist aufgrund der irreversiblen Schädigung des Sehnervs die führende Ursache für Erblindung. Es  wird konventionell durch die Senkung des intraokulären Drucks (IOP) behandelt. Diese einfache Intervention scheitert jedoch oft an mangelnder Adhärenz und systemischen Nebenwirkungen.

Vor diesem Hintergrund entwickelten Forschende um Dr. Siyu Chen von der Stanford University in Palo Alto, USA, einen innovativen therapeutischen Ansatz, den IOP durch eine präzise RNA-basierte gentherapeutische Intervention zu senken. Mithilfe der  RNA-Nuklease hfCas13d schalteten sie vorübergehend im Ziliarkörper die zwei Schlüsselenzyme für die Kammerwasserbildung aus: Aquaporin 1 (AQP1) und Carboanhydrase 2 (CA2). Die Ergebnisse der Arbeit erschienen jetzt im Wissenschaftsjournal »PNAS Nexus«.

Die RNA-Nuklease hfCas13d ist eine hochpräzise Variante der Cas13-Nuklease, die – anders als beispielweise die DNAse Cas9 – zielgenau RNA schneidet. Diese verwendete das Team, um die Boten-RNA (mRNA) für die beiden Proteine abzubauen und somit deren Bildung zu verhindern.

Ihren Ansatz testeten die Forschenden zunächst in Zellkultur. Für die In-vivo-Experimente verwendeten sie dann den viralen Vektor AAV-Cas13d, der ein hfCas13d-Konstrukt mit zwei Guide-RNA enthält, die die mRNA-Moleküle für AQP1 und CA2 ansteuert. Diesen Vektor applizierten sie in die Augen von Mäusen, um den Bauplan für die spezialisierte Genschere in die Ziliarkörperzellen einzuschleusen.

Bei Wildtyp-Mäusen konnte die Injektion von AAV-Cas13d in den Glaskörper den IOP signifikant um bis zu 19,4 Prozent gegenüber Kontrollvektoren senken. Auch die mRNA- und Proteinspiegel von AQP1 (−56 Prozent) und CA2 (−27 Prozent) nahmen deutlich ab. Strukturelle oder funktionelle Veränderungen an Retina oder Ziliarkörper ließen sich nicht nachweisen, was auf eine gute Verträglichkeit hindeutet.

Auch in einem Glaukom-Mausmodell (Dexamethason-induzierte okuläre Hypertension) erwies sich die Intervention als wirksam. So reduzierten AAV-Cas13d-Injektionen den IOP um 3,7 mmHG (etwa −22 Prozent) und verhinderten einen weiteren IOP-Anstieg. Ebenfalls in diesem Modell zeigte sich eine signifikante Abnahme der Aqp1- und Ca2-mRNA-Konzentrationen.

Interessant war, dass die Abflusskapazität unverändert blieb, was darauf hindeutet, dass die Drucksenkung primär durch verminderte Kammerwasserproduktion erzielt wurde.

Die Arbeit zeigt, dass der simultane mRNA-Abbau von Aqp1 und Ca2 durch hfCas13d in vivo den Augeninnendruck signifikant senken kann – sowohl in gesunden als auch in glaukomatösen Tieren. Da mRNA-Moleküle durch die hfCas13d-Nuklease degradiert werden, kommt es bei der Intervention nicht zu einer permanenten Genomveränderung. Dadurch lässt sich die Behandlung flexibel an den Krankheitsverlauf anpassen.