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In dieser Ausgabe durften wir mit Dr. Daniel Keppeler vom Institut für Auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen über das optische Cochlea-Implantat sprechen: was ist daran besonders, wie funktioniert es, welcher Vision folgt die Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Tobias Moser und was wünscht sie sich für die Zukunft? Wir haben nachgefragt.
Hinweis aus der Redaktion: Sie wollen mehr wissen? Herr Dr. Keppeler wird am 22. September zu Gast bei unserem HealthTalk „Implantologie der Zukunft. Made in Metropolregion“ sein. Schicken Sie uns gerne vorab Ihre Fragen oder stellen Sie sie live im Chat.
Redaktion GesundheIT: Unter dem Motto „Hearing The Light“ möchten Sie Menschen mit Innenohrschwerhörigkeit eine Hörfähigkeit verleihen, die weit über das hinausgeht, was derzeit mit elektrischen Cochlea-Implantaten möglich ist. Was genau funktioniert das erklärt in drei Sätzen?
Keppeler: Das neuartige optische Cochlea-Implantat regt im Gegensatz zum elektrischen Cochlea-Implantat den Hörnerven gezielt durch Lichtimpulse anstelle von Strom an. Da Nervenzellen natürlicherweise nicht durch Licht stimuliert werden können, nutzen wir molekulare Lichtschalter (lichtsensible Ionenkanäle, genannt Kanalrhodopsine), welche wir mit Hilfe von Genfähren in die Gehörschnecke und somit in die Hörnervenzellen bringen.
Redaktion GesundheIT: Die Steuerung von Zellen mittels Licht könnte ebenfalls in anderen medizinischen Bereichen Anwendung finden. Welche wären das und warum?
Keppeler: Derzeit gibt es bereits erste klinische Erfolge bei der Behandlung von degenerativer Netzhauterkrankung, bei welcher blinden Patienten durch die Kombination aus Gentherapie und lichtverstärkender Brille wieder ein Seheindruck ermöglicht wurde. Auch bei Herzschrittmachern oder neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer könnte die neuartige Therapie helfen. Die Optogenetik gilt als Plattformtechnologie, wodurch gezielt bestimmte Zelltypen angeregt oder beobachtet werden können.
Redaktion GesundheIT: Zurück zum optischen Cochlea-Implantat. Die Forschung die Forschung des Instituts für Auditorische Neurowissenschaften gilt hier als weltweit führend. Wie haben Sie es dorthin geschafft?
Keppeler: Die Faszination für die präzise und schnelle Funktion des Hörsystems, sowie die beeindruckende Schönheit der Cochlea hilft dabei sicherlich. Aber um ein solches Projekt voranzubringen, bedarf es eines starken und breit aufgestellten Teams, welches uns durch großzügige öffentliche Förderungen ermöglicht wurde. Das Zusammenspiel aus molekularen und elektrophysiologischen Methoden zur Erforschung und Charakterisierung von Kanalrhodopsinen, sowie die Kollaboration mit Ingenieuren und Physikern zur Entwicklung von flexiblen Implantaten mit miniaturisierten Lichtquellen ist entscheidend für das Gelingen des Projekts.
Redaktion GesundheIT: Sie erforschen schrittweise unterschiedliche Aspekte rund um das optische Cochlea-Implantat. Irgendwann sollen sich diese „Puzzleteile“ dann zu einem klinisch anwendbaren Produkt zusammenfügen. Mit welchen Fragestellungen beschäftigen Sie sich aktuell?
Keppeler: In vorklinischen Nagetier-Experimenten konnten wir bereits zeigen, dass durch die optogenetische Hörwiederherstellung ein nahezu natürlicher Höreindruck möglich ist. Aktuell arbeiten wir an Verhaltensstudien am Weißbüschelaffen in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Primatenzentrum in Göttingen. Durch die ausgeprägte Kommunikation der Tiere lassen sich hier besonders gut Eigenschaften der Hörwiederherstellung untersuchen. Weitere wichtige Fragestellungen für eine Anwendung im Menschen sind die Langzeitstabilität- und Sicherheit der genetischen Modifikation, sowie die Weiterentwicklung unserer Wellenleiter-basierten Implantate für eine Anwendung am Menschen.
Redaktion GesundheIT: Welche Meilensteine visieren Sie mit Ihrer Forschung in den nächsten Jahren an?
Keppeler: Spannend im Hinblick auf die Optogenetik ist die Erforschung und Weiterentwicklung von Kanalrhodopsinen, um diese Licht-sensibler zu bekommen und dabei größere Ströme durch das Protein zu erhalten. Auch gezielte Promotoren für den Hörnerven, also DNA-Sequenzen, welche wie Postadressen funktionieren und somit eine gezielte Gentherapie für diesen einen Zelltyp ermöglichen.
Redaktion GesundheIT: Was wünschen Sie sich für Ihre Forschung aus der Metropolregion?
Keppeler: Die Metropolregion ist ein gut vernetzter Wissenschaftsstandort. Wünschenswert wäre eine bessere Unterstützung von translationalen Spin-off Projekten besonders im Bereich der Lebenswissenschaften. Hier könnten besonders die Fördermöglichkeiten von Startups gestärkt werden und ein weitreichendes Netzwerk zu regulatorischen Experten und Risikokapitalgebern etabliert werden.
Redaktion GesundheIT: Vielen Dank für Ihre Zeit, Herr Dr. Keppeler.