WENN DAS AUGE WEINT

Mit jedem Blinzeln verteilt sich Tränenflüssigkeit auf der Horn- und Bindehaut. Dadurch wird das Auge vor dem Austrocknen bewahrt. Außerdem transportieren die Tränen Fremdkörper ab und wirken antibakteriell. Doch mindestens fünf Prozent der erwachsenen Bevölkerung leiden an trockenen Augen. Das hängt meist mit einem Defekt der Tränenproduktion durch die Tränendrüse zusammen. Aber die Behandlungsmöglichkeiten sind laut Yorick Post vom Hubrecht Institut in den Niederlanden begrenzt, „weil es kein vollständiges Verständnis der Biologie und kein zuverlässiges, langfristiges In-vitro-Modell zur Untersuchung der Tränendrüse gab.“

Krankheiten wie das Sjögren-Syndrom, eine Autoimmunerkrankung, gehen mit einer Störung der Tränenproduktion oder -sekretion einher. Rachel Kalmann vom University Medical Center Utrecht in den Niederlanden sagt:

Das kann schwerwiegende Folgen haben, wie Trockenheit des Auges und sogar Geschwüre auf der Hornhaut.

Damit Erkrankungen, die die Tränenproduktion und -sekretion betreffen, in Zukunft besser erforscht werden können, hat Kalmann gemeinsam mit einem Forschungsteam um Marie Bannier-Hélaouët vom Hubrecht Institut in Utrecht ein Modellsystem entwickelt: Die Forscher züchteten aus adulten Stammzellen menschliche Miniatur-Tränendrüsen. Dazu kultivierten sie die Stammzellen in einem speziellen Nährmedium mit Wachstumsfaktoren, die für die richtige Differenzierung der Zellen sorgten. Die Herausforderung bestand darin, die Organoide zum Weinen zu bringen, erklärt Bannier-Hélaouët:

Wir mussten den Cocktail von Faktoren, in dem die Organoide gezüchtet werden, so modifizieren, dass sie zu den reifen Zellen werden, die wir in unseren Tränendrüsen haben und die in der Lage sind zu weinen.

Wenn wir in Tränen ausbrechen, reagieren die Tränendrüsen auf Botenstoffe wie beispielsweise das Stresshormon Noradrenalin. Im Labor konnten die Forscher die Tränendrüsen-Organoide mit diesem Hormon zum Weinen bringen. Da die Organoide keine Tränenkanäle besitzen, konnten sie die Tränen nicht austreten lassen – mit der Folge, dass sie anschwollen wie Ballons. „Weitere Experimente zeigten, dass verschiedene Zellen in der Tränendrüse unterschiedliche Bestandteile der Tränen produzieren. Und diese Zellen reagieren unterschiedlich auf träneninduzierende Reize“, sagt Post.

Für weitere Forschungen züchtete das Team Tränendrüsen-Organoide aus Stammzellen von Mäusen. Mittelpunkt der Untersuchung war es herauszufinden, welche Rolle das Gen Pax6 spielt, das an der Augenentwicklung beteiligt ist. In einigen der Organoide haben die Forschenden das Gen ausgeschaltet. Das führte dazu, dass die Tränendrüsen nicht richtig reifen konnten und wichtige Rezeptoren für tränenauslösende Reize fehlten. Da auch bei Patienten mit Sjörgren-Syndrom eine Störung von Pax6 beobachtet wurde, hat das Modellsystem das Potenzial, weitere Erkenntnisse zu Ursachen und Behandlungsmöglichkeiten zu liefern.

Sabrina Peeters,
Redaktionsvolontärin

Quelle: Wissenschaft.de