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Einleitung: Optogenetische Stimulation der Kehlkopfmuskulatur ermöglichte die Licht-induzierte Öffnung der Stimmlippen in transgenen Mäusen, die den lichtgeschalteten Kationenkanal Channelrhodopsin2 (ChR2) in allen Muskelzellen exprimieren. Um dieses Verfahren therapeutisch am Patienten mit Larynxparese anzuwenden, muss ein effektiver Gentransfer von ChR2 in Skelettmuskelzellen etabliert werden.

Methoden: Zum Gentransfer von ChR2 wurde ein adeno-assoziierter Virus (AAV) mit dem Kapsid des Serotyps 9 zur Expression von ChR2 in Fusion mit dem Fluoreszenzprotein mCherry verwendet und systemisch über die V. jugularis in Wildtyp – Mäuse injiziert. Vier Wochen später wurde der Larynx explantiert und die ChR2 Funktion durch videomikroskopische Analyse der Glottisöffnung unter Beleuchtung (2-4 sec) mittels Lichtwellenleiter (10 ms Pulse, 40 Hz, 470 nm, 1,4 mW/mm²) untersucht und die ChR2 Expression fluoreszenzmikroskopisch bestimmt.

Ergebnisse: Die histologische Analyse der Mm cricoarytaenoidei posteriores zeigte eine ChR2 Expression lediglich in 10.2±3.6% der Muskelfasern (n=3). Die lokale Beleuchtung induzierte eine Öffnung der Stimmlippen mit maximaler Zunahme von 139±66% (n=4), welche jedoch nur transient war. Im Gegensatz dazu führte die Lichtstimulation im transgenen Mausmodell mit ChR2 Expression in allen Muskelfasern zur anhaltenden Öffnung.

Schlussfolgerungen: Mittels AAVs ist der funktionelle Gentransfer von ChR2 in die Kehlkopfmuskulatur prinzipiell möglich, und eröffnet die translationale Entwicklung eines optogenetischen Larynxstimulators. Für anhaltende tetanische Kontraktionen muss die Expressionsrate erhöht werden, was durch Muskel-spezifischere Kapsid Subtypen oder selektive intramuskuläre Injektion erreicht werden könnte.

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.