Trockenes Auge: Molekulare Lipidstruktur nachgebildet

Die Augenoberfläche wird von einem dünnen Tränenfilm bedeckt und geschützt. Trockene Augen sind meist Folge einer gestörten Lipidschicht des Auges, durch die es zu einem beschleunigten Verdunsten der Tränenflüssigkeit kommt.
Wissenschaftlern in Australien ist es gelungen, Lipide in ihrer molekularen Struktur darzustellen und synthetisch nachzubilden. Hieraus könnten in der Zukunft effektivere Behandlungsmöglichkeiten für trockene Augen entstehen, so die Wissenschftler. Das Projekt war eine Zusammenarbeit der Queensland University of Technology (QUT), der University of Wollongong (UOW ) und der University of New South Wales (UNSW).

Eine Lipidklassifizierung namens OAHFA (das amphipathische Lipid, O-Acyl-ω-Hydroxy-Fettsäure) wurde in der Zusammensetzung analysiert und als essentiell für die Entstehung der weichen Oberfläche identifiziert. Bislang war eine eindeutige Bestimmung der Zusammensetzung aller Komponenten auf Molekularebene nicht möglich, da die Konzentration von den OAHFAs zu gering war. „Wir haben uns nicht einzelne Tränen angesehen, sondern den Tränenfilm, der die Augenoberfläche umgibt und schützt. Das Ziel der Studie war es, die genaue molekulare Struktur der am häufigsten vorkommenden OAHFAs im Tränenfilm auszumachen. Durch die Anwendung hoch spezifischer massenspektrometrischer Techniken haben wir das tatsächlich geschafft“, so Professor Mitchell von der University of Wollongong, der eines der Teams leitete, das an der Studie beteiligt war.

Es waren viele experimentelle Strategien nötig, um der molekularen Struktur dieser Lipide auf die Spur zu kommen. Dazu gehörten auch Laserphotone. Wissenschaftler der chemischen Fakultät der University of Wollongong waren dazu in der Lage, die Moleküle erfolgreich künstlich nachzubilden. Die Nachbildungen bestätigten die spektrometrischen Erkenntnisse.

Professor Stephen Blanksby von der QUT beaufsichtigte die Untersuchungen mithilfe der Central Analytical Research Facility (CARF), womit er die komplexe molekulare Architektur der Lipide erforschen konnte. „Mit der detaillierten Struktur der OAHFA in der Hand war unser Team dazu in der Lage, die ersten künstlich nachgebildeten Versionen der Lipide zu erstellen. Hierdurch wurde der Grundstein für die weitere Untersuchungen der physischen und biochemischen Eigenschaften gelegt“, so Blanksby. „Künftige Forschung wird aufdecken, wie die einzelnen Bausteine dazu in der Lage sind, den Tränenfilm zu stabilisieren und effektivere Behandlungsmöglichkeiten für trockene Augen liefern.“

Originalveröffentlichung:
Mass spectrometry-directed structure elucidation and total synthesis of ultra-long chain (O-acyl)-ω-hydroxy fatty acids. Sarah E. Hancock, Ramesh Ailuri, David L. Marshall, Simon H. J. Brown, Jennifer T. Saville, Venkateswara R. Narreddula, Nathan R. Boase, Berwyck L. J. Poad, Adam J. Trevitt, Mark D. P. Willcox, Michael J. Kelso, Todd W. Mitchell, Stephen J. Blanksby. (August 2018) Journal of Lipid Research

Die Forschungsarbeit wurde durch Fördergelder des Australian Research Council und des Unternehmens Allergan unterstützt.

Quelle:
Institut Ranke-Heinemann / Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund
Das Institut Ranke-Heinemann ist die gemeinnützige Einrichtung zur Förderung des Austausches und der Auslandsstudien insbesondere mit allen Universitäten Australiens und Neuseelands sowie zur Förderung von Wissenschaft und Forschung. In seinen Förderprogrammen stellt es SchülerInnen und Studierenden Unterstützung in der Finanzierung durch Stipendien und Coaching in der Studienberatung und Studienplatzbewerbung zur Verfügung.
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