Die Untersuchung der pränatalen Schädigung der Augenentwicklung infolge einer Zikavirusinfektion im Rhesusaffen-Modell

Es ist bekannt, dass eine pränatale Zikavirus-Infektion zu neurologischen und ophthalmologischen Fehlbildungen des ungeborenen Kindes führen kann. Im heutigen Beitrag beschäftigen wir uns mit den ophthalmologischen Folgen einer pränatalen Zikavirus-Infektion und belichten das Rhesusaffenmodell von verschiedenen Seiten.

Es ist bekannt, dass eine pränatale Zikavirus-Infektion zu neurologischen und ophthalmologischen Fehlbildungen des ungeborenen Kindes führen kann. Es ist daher wichtig, die betroffenen Kinder regelmäßig ophthalmologisch zu untersuchen, um auch potentielle Langzeitfolgen einer Zikavirus-Infektion zu behandeln. In manchen Orten Brasiliens, an denen das Zikavirus gewütet hat, haben die Familien weder die finanziellen Mittel noch die notwendige Infrastruktur für die ärztlichen Kontrollen und physiotherapeutischen Behandlungen der betroffenen Kinder. Im heutigen Beitrag beschäftigen wir uns mit den ophthalmologischen Folgen einer pränatalen Zikavirus-Infektion und belichten das Rhesusaffenmodell von verschiedenen Seiten.

Zikavirus-bedingte Entwicklungsstörungen der Sinnesorgane können auch noch Monate nach der Geburt auftreten

Im Jahr 2016 berichteten Forscherinnen und Forscher von 13 Kindern, die bei bekannter kongenitaler Zikavirus-Infektion ihrer Mütter ohne Mikrozephalie zur Welt kamen. Weitere Untersuchungen mittels bildgebender Verfahren konnten dennoch ein reduziertes Gehirnvolumen, subkortikale Kalzifikationen, kortikale Malformationen sowie vergrößerte Ventrikel aufzeigen. Im weiteren Verlauf verlangsamte sich das Kopfwachstum der Kinder bereits ab dem 5. Lebensmonat. Dies führte dazu, dass es schlussendlich doch zu einer Mikrozephalie bei 11 dieser Kinder kam.1 Eine prospektive Studie aus dem Jahr 2019 beschäftigte sich mit der Entwicklung des Nervensystems von insgesamt 216 Kindern, deren Mütter sich während der Schwangerschaft mit dem Zikavirus infiziert hatten. Fast 32% der Kinder litten unter Entwicklungsstörungen der auditiven und lichtempfindlichen Sinnesorgane.2

Ophthalmologische Fehlbildungen einer pränatalen Zikavirus-Infektion sind im Rhesusaffen-Modell nachweisbar

Es besteht noch großer Forschungsbedarf hinsichtlich der Langzeitfolgen einer pränatalen Zikavirus-Infektion. Einen Schritt in diese Richtung hat eine Forschungsgruppe aus Kalifornien gemacht, die die Pathogenese und die ophthalmologischen Langzeitfolgen einer pränatalen Zikavirus-Infektion im Tiermodell an Rhesusaffen untersucht hat. Rhesusaffen eignen sich besonders gut als Forschungsmodell, da sie dem menschlichen Organismus in vielen Punkten, besonders hinsichtlich der Augen, sehr ähnlich sind. Sie besitzen eine Blut-Retina-Schranke und eine Makula. Gleichzeitig sind Rhesusaffen ein natürliches Reservoir des Zikavirus. Schwangere Rhesusaffenweibchen wurden von den Wissenschaftlerinnen und den Wissenschaftlern im späten Trimenon mit dem Zikavirus infiziert. Die postnatalen ophthalmologischen Fehlbildungen und Veränderungen wurden an 2 neugeborenen Rhesusaffen für den Zeitraum von 2 Jahren untersucht. Einer dieser Affen zeigte chorioretinale atrophe Läsionen der Makula mit vaskulären Veränderungen. Der Verlust der retinalen Ganglienzell- und Photorezeptorschicht ging mit einer Ausdünnung der Retina in den betroffenen Bereichen einher. Neben diesen kongenitalen ophthalmologischen Fehlbildungen entwickelten sich die Augen der beiden Rhesusaffen in einem normalen Ausmaß, dass vergleichbar mit gleichaltrigen Artgenossen war. Postnatal konnte ein rapider Abfall der Zikavirus-spezifischen Antikörper beobachtet werden. Dies könnte mit einer Abnahme der Replikation des Zikavirus zusammenhängen. Postnatal waren keine Verhaltensauffälligkeiten oder neurologischen Defekte zu beobachten. Die ophthalmologischen Untersuchungen umfassten die Funduskopie, die sonographische Untersuchung der Augen sowie die optische Kohärenztomographie. Zum Studienende wurden die beiden Rhesusaffen euthanasiert und ihre Augen und ihr Gehirn wurde histologisch untersucht.3

Die globale Weltwirtschaft ist im Jahr 2020 besonders abhängig von Rhesusaffen

Das Thema Rhesusaffen in der Forschung könnte polarisierender nicht sein. Rhesus-Affen können in ihrer natürlichen Umgebung über 30 Jahre alt werden. Diese Primaten unterstützen die Forschung bereits in unterschiedlichen Fachbereichen seit mehreren Jahrzehnten. Im Jahr 1959 wurde der erste Rhesusaffe namens "Sam" ins Weltall geschickt. Der Flug dauerte insgesamt 11 Minuten, 3 davon in Schwerelosigkeit. Zum jetzigen Zeitpunkt zählen Rhesusaffen nicht zu den bedrohten Tierarten. Das sah auch mal ganz anders aus. Die Verwendung von Rhesusaffen in der Forschung hatte dazu geführt, dass die Populationen in den asiatischen, afrikanischen und lateinamerikanischen Wäldern stark zurückgegangen waren. Der größte Export ging damals von Indien in die USA aus, wo Rhesusaffen für die Impfstoffproduktion und die Erforschung der Neutronenbombe eingesetzt worden sind. Viele Wildtiere starben damals bereits während des Transportvorgangs. Im Jahr 1978 wurde dann ihre Ausfuhr aus Indien gestoppt. Der internationale Handel der Rhesusaffen ist mittlerweile gesetzlich geregelt durch das Washingtoner Artenschutzabkommen CITES (Anhang II). Dieses Abkommen soll die Ausbeutung und Übernutzung der wildlebenden Rhesusaffen verhindern.4-6 Aktuell sind die natürlichen Lebensräume dieser Primaten bedroht. Die meisten Rhesusaffen leben in Siedlungen und Städten, um den Verlust ihrer natürlichen Lebensräume zu kompensieren. Auch bei der Erforschung von COVID-19 und in der Impfstoffentwicklung besitzen Rhesusaffen eine besondere Bedeutung als geeignetes Tiermodell. Die DNA des Menschen und des Rhesusaffen stimmen in 93,5% überein. Seit Januar 2020 blockiert China den Export von Rhesusaffen nach Europa und in die USA. Der Europäische Verband der Tierversuchsforschung wendete sich mit diesem Anliegen an die Weltgesundheitsorganisation. In der Europäischen Union hängt die Forschung mit Rhesusaffen von diesem Import ab. Fast 90% der in der europäischen Forschung eingesetzten Rhesusaffen gelangen auf diesem Wege zu uns. Ein Grund hierfür ist, dass sich die europäischen Affenzuchtzentren an strenge tierethische Vorschriften halten und nicht genügend Rhesusaffen für den Forschungsbedarf züchten. Die in der aktuellen COVID-19-Impfstoffentwicklung verwendeten Rhesusaffen können nicht für weitere Forschungsprojekte verwendet werden und müssen nach Studienende euthanasiert werden. Vielleicht ist es eines Tages möglich, mit geeigneten wissenschaftlichen Modellen auch ohne Tierversuche auszukommen.9-11

Referenzen:
1. van der Linden V et al. (2016). Description of 13 infants born during October 2015-January 2016 with congenital Zika virus infection without microcephaly at birth - Brazil. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2016;65(47):1343–1348.
2. Nielsen-Saines K et al. (2019). Delayed childhood neurodevelopment and neurosensory alterations in the second year of life in a prospective cohort of ZIKV-exposed children. Nat Med. 2019;25(8):1213–1217.
3. Glenn Y. et al. (2020). Evolution of ocular defects in infant macaques following in utero Zika virus infection. JCI Insight (2020).
4. Ruesch H. (1978). Nackte Herrscherin. Die Entkleidung der medizinischen Wissenschaft. Edition Hirthammer Tier- und Naturschutz-GmbH, München 1978, ISBN 3-921288-44-4, S. 67.
5. Stern H. (1981). Tierversuche. Rowohlt Taschenbuch Verlag GmbH, Reinbek bei Hamburg, ISBN 3-499-17406-5, S.75.
6. https://www.wwf.de/themenprojekte/weitereartenschutzthemen/politische-instrumente/cites.
7. https://www.nzz.ch/wirtschaft/impfstoffentwicklung-es-koennten-bald-die-affen-fehlen-ld.1587270
8. https://ec.europa.eu/transparency/regdoc/rep/1/2020/EN/COM-2020-16-F1-EN-MAIN-PART-1.PDF
9. https://www.theatlantic.com/science/archive/2020/08/america-facing-monkey-shortage/615799/
10. https://www.dpz.eu/en/unit/animal-husbandry/primates-at-the-dpz/rhesus-monkey.html
11. https://www.sciencemag.org/news/2018/11/record-number-monkeys-being-used-us-research

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