Retinale Funktionsdiagnostik

Die Forschungsgruppe „Retinale Funktionsdiagnostik “ beschäftigt sich damit, wie man die Sehfunktionen der menschlichen Netzhaut untersuchen kann. Die Forschungsgruppe widmet sich der Erfindung und Erprobung neuer Methoden zur klinischen Untersuchung der Netzhautfunktion. Die bekannteste Funktion des Sehens ist die Sehschärfe. Allerdings brauchen wir für eine gute Sehschärfe nur etwa 1% der Netzhautfläche. Das Sehen ist ein komplexer Prozess und hat viele weitere Aspekte, wie zum Beispiel Farbsehen, Kontrastsehen, Nachtsehen, Fläche des Gesichtsfeldes, Hell- und Dunkeladaptation, etc. An diesen Funktionen arbeitet die Netzhaut mit spezialisierten Neuronen im Netzwerk von zahlreichen Untertypen von Zellen. Die gezielte Auswahl von Funktionsdiagnostik ist eine der wichtigsten Aspekte für Entwicklungen und klinische Prüfungen von neuen Therapien der Netzhauterkrankungen.

Kontakt

frontend.sr-only_#{element.icon}: Prof. Dr. med. Katarina Stingl

E-Mail-Adresse: katarina.stingl@med.uni-tuebingen.de

Mehr zur Person

frontend.sr-only_#{element.icon}: Dr. rer. nat. Krunoslav Stingl

E-Mail-Adresse: Krunoslav.Stingl@med.uni-tuebingen.de

Sprechstunde für erbliche Netzhautdegenerationen

Diese Spezialsprechstunde richtet sich an Patienten mit erblich bedingten Erkrankungen der Netzhaut und seltenen Netzhauterkrankungen.

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Mehr zur Forschungsgruppe

Die Arbeitsgruppe ist an die Sprechstunde für Erbliche Netzhauterkrankungen (Leitung: Prof. Dr. med. Katarina Stingl) angebunden. Unser Ziel ist die Grundlagenwissenschaft zu der Zellfunktionen der menschlichen Netzhaut in die klinische Anwendung zu übertragen. Mit der Entwicklung neuer Therapiemöglichkeiten und immer größer werdendem Wissen über die menschliche Netzhaut besteht die Notwendigkeit, neue Messmethoden und Protokolle zu entwickeln, die auch in die klinische Routine übertragen werden können.

Insbesondere in klinischer Prüfung genetischer Therapien ist ein Umdenken in der Netzhautdiagnostik notwendig. Nach einer lokalen Behandlung der Photorezeptoren wie bei der Gentherapie benötigt man Untersuchungen, die die unterschiedlichen Sehfunktionen angehen: Sehschärfe, Kontrastsehen, Dunkeladaptation, usw. Außerdem ist es wichtig, die Effekte auf Zapfen und Stäbchen nicht nur lokal retinotopisch, aber auch objektiv und separat voneinander untersuchen zu können. Außerdem, um den individuellen Erfolg beurteilen zu können, benötigt man Untersuchungen mit guter Test-Retest-Variabilität. Die Forschungsgruppe beschäftigt sich mit Entwicklung von solchen Protokollen und Untersuchungsmethoden.

Es ist auch bekannt, dass sich die Sehfunktionen im Laufe des Lebens verändern – die meisten Veränderungen passieren im Vorschulalter. Daher ist auch die Kenntnis von altersbezogenen Normwerten für die unterschiedlichen Aspekte des Sehens wichtig. Ein weiterer Bereich der Forschungsgruppe beschäftigt sich dem Testen des sgn. künstlichen Sehens, der Weiterentwicklung von Netzhautimplantaten.

Projekte

(gefördert durch die Kerstan Stiftung)
Es ist bekannt, dass auch die innere Netzhaut bei Retinitis pigmentosa über die Jahre teilweise degeneriert. Die verbliebene Funktionalität der inneren Netzhaut ist auch nach Erblindung bei den Betroffenen interindividuell unterschiedlich. Das Projekt möchte untersuchen, ob die Degeneration bei betroffenen Patienten auch die höhere Sehbahn betrifft und inwiefern die morphologischen und funktionellen Veränderungen der Sehrinde etwaige Versuche das Sehen wiederherzustellen limitieren können.

Es gibt Hinweise darauf, dass die unterschiedliche Zellen der menschlichen Netzhaut (Zapfen, Stäbchen, ON/OFF-Bipolarzellen, Ganglienzellen) durch unterschiedliche elektrische Frequenzen spezifisch stimuliert werden können. Durch einen neuen Versuchsaufbau für die transkorneale Elektrostimulation können verschiedene Frequenzen transkorneal appliziert werden. Dadurch wird die Aktivität bestimmter retinaler Neurone manipuliert, die wiederrum (dem Stromverlauf entsprechend) abwechselnd eine Konstriktion und erneute Erweiterung der Pupille auslösen. Diese „elektrisch-evozierten Pupillenreflexe“ werden parallel von einer Infrarotkamera aufgezeichnet. Gewisse Merkmale der Pupillenantwort sollen Aufschluss über die Sensitivität der Neurone für die jeweilige Stimulationsfrequenz geben. Mit Hilfe von seltenen Krankheitsmodellen können wir beim Menschen herausfinden, ob Stäbchen, Zapfen, Bipolarzellen und Ganglienzellen spezifisch elektrisch angesprochen werden können.

Die normalerweise für die Versorgung der Retina zuständigen Zellen (vor allem das RPE) haben sich der jahrelangen reduzierten Funktion der Photorezeptoren angepasst. Die plötzliche Reaktivierung der Stäbchen durch die Gentherapie löst nun ein metabolisches und energetisches Ungleichgewicht aus.
Transkorneale Elektrostimulation (TES) könnte die anfängliche Reaktivierung und das Nachwachsen von äußeren Stäbchensegmenten erleichtern und die Anpassung an die erhöhte Energieanforderung in der Netzhaut von RP-Patienten nach einer Gentherapie fördern.

Ausgewählte Publikationen

Stingl K, Hoyng C, Kempf M, Kohl S, Jung R, Righetti G, Kühlewein L, Pohl L, Kortüm F, Kelbsch C, Wilhelm B, Peters T, Stingl K; SORAPRAZAN consortium. Evaluation of Local Rod and Cone Function in Stargardt Disease. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2022 Mar 2;63(3):6. doi: 10.1167/iovs.63.3.6.
Stingl K, Kempf M, Bartz-Schmidt KU, Dimopoulos S, Reichel F, Jung R, Kelbsch C, Kohl S, Kortüm FC, Nasser F, Peters T, Wilhelm B, Wissinger B, Wozar F, Zrenner E, Fischer MD, Stingl K. Spatial and temporal resolution of the photoreceptors rescue dynamics after treatment with voretigene neparvovec. Br J Ophthalmol. 2021 Jan 20:bjophthalmol-2020-318286. doi: 10.1136/bjophthalmol-2020-318286.
Stingl K, Stingl K, Nowomiejska K, Kuehlewein L, Kohl S, Kempf M, Strasser T, Jung R, Wilhelm B, Peters T, Kelbsch C, Bartz-Schmidt KU, Langrova H, Zrenner E. Clinical protocols for the evaluation of rod function. Ophthalmologica. 2020 Aug 17. doi: 10.1159/000510888.
Stingl K, Stingl K, Schwartz H, Reid MW, Kempf M, Dimopoulos S, Kortuem F, Borchert MS, Lee TC, Nagiel A. Full-field Scotopic Threshold Improvement after Voretigene Neparvovec-rzyl Treatment Correlates with Chorioretinal Atrophy. Ophthalmology. 2023 Jul;130(7):764-770. doi: 10.1016/j.ophtha.2023.02.015. Epub 2023 Feb 21. PMID: 36822437; PMCID: PMC10293034.
Stingl K, Kempf M, Jung R, Kortüm F, Righetti G, Reith M, Dimopoulos S, Ott S, Kohl S, Stingl K. Therapy with voretigene neparvovec. How to measure success? Prog Retin Eye Res. 2023 Jan;92:101115. doi: 10.1016/j.preteyeres.2022.101115. Epub 2022 Sep 10. PMID: 36096933.
Stingl K, Kempf M, Bartz-Schmidt KU, Dimopoulos S, Reichel F, Jung R, Kelbsch C, Kohl S, Kortüm FC, Nasser F, Peters T, Wilhelm B, Wissinger B, Wozar F, Zrenner E, Fischer MD, Stingl K. Spatial and temporal resolution of the photoreceptors rescue dynamics after treatment with voretigene neparvovec. Br J Ophthalmol. 2022 Jun;106(6):831-838. doi: 10.1136/bjophthalmol-2020-318286. Epub 2021 Jan 20. PMID: 33472769; PMCID: PMC9132865.
Kortüm FC, Kempf M, Jung R, Kohl S, Ott S, Kortuem C, Sting K, Stingl K. Short term morphological rescue of the fovea after gene therapy with voretigene neparvovec. Acta Ophthalmol. 2022 May;100(3):e807-e812. doi: 10.1111/aos.14990. Epub 2021 Jul 21. PMID: 34289237.
Stingl K, Hoyng C, Kempf M, Kohl S, Jung R, Righetti G, Kühlewein L, Pohl L, Kortüm F, Kelbsch C, Wilhelm B, Peters T, Stingl K; SORAPRAZAN consortium. Evaluation of Local Rod and Cone Function in Stargardt Disease. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2022 Mar 2;63(3):6. doi: 10.1167/iovs.63.3.6. PMID: 35262734; PMCID: PMC8934563.
Righetti G, Kempf M, Braun C, Jung R, Kohl S, Wissinger B, Zrenner E, Stingl K, Stingl K. Oscillatory Potentials in Achromatopsia as a Tool for Understanding Cone Retinal Functions. Int J Mol Sci. 2021 Nov 24;22(23):12717. doi: 10.3390/ijms222312717. PMID: 34884517; PMCID: PMC8657736.
Stingl K, Stingl K, Nowomiejska K, Kuehlewein L, Kohl S, Kempf M, Strasser T, Jung R, Wilhelm B, Peters T, Kelbsch C, Bartz-Schmidt KU, Langrova H, Zrenner E. Clinical protocols for the evaluation of rod function. Ophthalmologica. 2020 Aug 17. doi: 10.1159/000510888.