Elektrische Stimulation bei Glaukom: Signalverstärkung oder echte Neurorestauration?

Glaukom ist eine der häufigsten Ursachen für irreversiblen Sehverlust (betrifft >70 Millionen Menschen weltweit), gekennzeichnet durch den Verlust von retinalen Ganglienzellen und Schädigung des Sehnervs (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Derzeit verlangsamt die einzige erwiesene Behandlung die Schädigung durch die Senkung des Augeninnendrucks (IOD) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov); keine Therapie kann tatsächlich verlorenes Sehvermögen wiederherstellen. Dies hat das Interesse an Neurostimulationstherapien geweckt, um Netzhautneuronen zu schützen oder sogar wiederzubeleben. Zwei Hauptansätze werden untersucht: die transkorneale elektrische Stimulation (TES, über Kornealelektroden) und die transorbitale oder transkranielle Wechselstromstimulation (ACS, über Elektroden in Augennähe). Wir überprüfen Placebo-kontrollierte Studien zu diesen Methoden bei Glaukom, ihre vorgeschlagenen Mechanismen, typische Stimulationsparameter und die beobachteten Auswirkungen auf das Sehvermögen (Gesichtsfeld und Kontrastempfindlichkeit) sowie praktische Fragen der Sicherheit und Verfügbarkeit.

Wie könnte elektrische Stimulation helfen?

Experimentelle Arbeiten deuten darauf hin, dass kurze Ströme das neuronale Überleben und die Plastizität auf verschiedene Weisen fördern können. Eine Art von Effekten ist die neurotrophische Hochregulierung: Die Stimulation regt die Netzhaut und den Sehnerv dazu an, Wachstumsfaktoren zu produzieren, die Neuronen nähren. Zum Beispiel erhöhen TES oder ACS in Tiermodellen von Sehnervenverletzungen die Spiegel von Neurotrophinen wie dem Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF), dem Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) und dem Insulin-like Growth Factor (IGF-1) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). BDNF ist insbesondere entscheidend für das Überleben von retinalen Ganglienzellen (RGC) und die synaptische Plastizität, sodass seine Hochregulierung dazu beitragen kann, dysfunktionale, aber lebende Zellen zu „revitalisieren“. In einer Studie erhöhten Wechselströme, die bei verletzten Ratten angewendet wurden, BDNF und CNTF im Auge (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Elektrische Stimulation scheint auch eine anti-apoptotische (zellsterblichkeitshemmende) Signalgebung auszulösen. Genanalysen in der Netzhaut von Nagetieren nach TES zeigten eine Herunterregulierung apoptotischer Faktoren und eine Hochregulierung zellüberlebensfördernder Proteine (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). So kann TES zum Beispiel Bcl-2 (ein anti-apoptotisches Protein) erhöhen und Bax (ein pro-apoptotisches Protein) verringern in Netzhautzellen (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Praktisch korrelieren diese molekularen Veränderungen mit einem größeren neuronalen Überleben: In einem Glaukom-Verletzungsmodell wiesen TES-behandelte Augen einen Monat nach der Verletzung signifikant mehr überlebende RGCs auf als unbehandelte Augen, zusammen mit höheren Spiegeln des entzündungshemmenden IL-10 und geringerer NF-κB-Aktivität (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Mit anderen Worten, elektrische Impulse unterdrücken schädigende Entzündungen und Zellsterbepfade, was dazu beiträgt, RGCs zu erhalten (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Schließlich könnte elektrische Stimulation die kortikale Plastizität beeinflussen. Glaukom entzieht dem Gehirn Input vom geschädigten Sehnerv, aber einige visuelle Bahnen bleiben intakt („Restsehvermögen“). Durch das Senden rhythmischer Ströme an die Augen kann rtACS Gehirnwellen (insbesondere Alpha-Band-Oszillationen) im visuellen Kortex synchronisieren, wodurch potenziell untergenutzte Schaltkreise reaktiviert werden. In einer kontrollierten Studie stellten die Studienautoren fest, dass die behaupteten Sehgewinne durch 10 Hz ACS auf eine „erhöhte neuronale Synchronisation und kohärente oszillatorische Aktivität durch Entrainment von Alpha-Frequenzen“ im okzipitalen Kortex zurückgeführt wurden (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Diese Art von neuromodulationsinspirierter Idee – die Stärkung der Gehirnkonnektivität mit überlebenden Inputs – wird aktiv erforscht, obwohl die Evidenz bei Glaukompatienten weiterhin indirekt ist (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Zusammenfassend legen Labordaten nahe, dass elektrische Stimulation die Neuroprotektion fördern könnte, indem sie (1) Wachstumsfaktoren wie BDNF erhöht, (2) Zellsterbesignale blockiert (z.B. durch Hochregulierung von Bcl-2), (3) Entzündungen reduziert und (4) die Gehirnplastizität nutzt. Diese Effekte sind beim Menschen hypothetisch, bieten aber eine Begründung für klinische Studien.

Klinische Studien

Transkorneale Elektrische Stimulation (TES)

Bei der TES liefert ein leitfähiger Kontakt (wie eine Hornhautlinsenelektrode) kurze Impulse oder sinusförmige Ströme durch die Hornhaut an die Netzhaut. Bei Glaukom waren die meisten TES-Studien klein und vorläufig. Eine japanische Pilot-Fallserie behandelte fünf Augen (vier Männer) mit Offenwinkelglaukom durch vierteljährliche 30-minütige TES-Sitzungen über mehrere Jahre (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). In dieser unkontrollierten Studie korrelierte die Menge der kumulativen Stimulation stark mit besseren Gesichtsfeldern: Augen, die mehr Sitzungen erhielten, zeigten eine größere Verbesserung des mittleren Defekts (MD) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ohne Kontrollgruppe könnte dies jedoch langsame inhärente Veränderungen oder Lerneffekte widerspiegeln. Im Gegensatz dazu fand eine placebokontrollierte RCT von TES bei 14 Glaukompatienten keinen signifikanten Gesichtsfeldvorteil (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). In dieser Studie betrug die TES-„Dosis“ wöchentlich 30-minütige Sitzungen über 6 Wochen entweder bei 66 % oder 150 % der Phosphenschwelle, und die Ergebnisse (Sehschärfe und Humphrey-Feld) unterschieden sich nicht von Placebo (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Es traten keine schwerwiegenden unerwünschten Ereignisse auf, und abgesehen von einer spontanen Sehnervenkopfblutung (in einem Kontrollauge) zeigten sich keine Sicherheitssignale (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov).

Eine weitere kleine Serie (K. Ota 2018) begleitete fünf Augen mit vierteljährlicher suprathresholdaler TES über ~4 Jahre; diese zeigten eine allmähliche MD-Verbesserung, die proportional zur Anzahl der Behandlungen war (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Bislang ist die Evidenz für TES bei Glaukom gemischt: Einige kleine Fallstudien deuten auf eine Stabilisierung oder einen bescheidenen Gesichtsfeldgewinn bei wiederholten Sitzungen hin (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), aber die einzige veröffentlichte RCT bestätigte keinen Effekt (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Wichtig ist, dass keine TEC-Studie über wenige Monate hinaus verglichen oder die langfristige Aufrechterhaltung des Nutzens getestet hat.

Typische TES-Parameter in Glaukomstudien lagen in der Größenordnung von 20–30 Minuten pro Sitzung, oft wöchentlich oder monatlich angewendet, wobei die Ströme so angepasst wurden, dass Phosphene ausgelöst wurden. (Zum Beispiel verwendete ein Protokoll 20 Hz biphasische Impulse auf dem Phosphenschwellenwert jedes Probanden für 30 Minuten einmal wöchentlich (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov).) Es wurde kein Dosis-Wirkungs-Standard festgelegt, und die Geräte variieren. Ab 2025 bleibt TES für Glaukom experimentell und wird nur im Rahmen von Studien oder in Spezialkliniken angeboten.

Transorbitale/Transkranielle Wechselstromstimulation (rtACS)

Ein alternativer Ansatz ist die nicht-invasive transorbitale ACS: Elektroden werden auf der Haut um das Auge platziert (oft in einer brillenähnlichen Fassung), um schwache Wechselströme in die Sehbahn zu senden. In den letzten zehn Jahren haben mehrere Placebo-kontrollierte Studien rtACS bei optischen Neuropathien (gewöhnlich gemischte Diagnosen) untersucht, darunter einige mit Fokus auf Glaukom.

Eine wegweisende randomisierte Studie (Gall et al., 2016) umfasste 82 Patienten mit verschiedenen teilweise blinden optischen Neuropathien und wendete rtACS täglich an 10 aufeinanderfolgenden Werktagen an. Die behandelte Gruppe zeigte eine durchschnittliche Verbesserung der Gesichtsfeldempfindlichkeit um 24 % (mittlerer Defekt) im Vergleich zum Ausgangswert, die mindestens zwei Monate anhielt (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dies war signifikant besser als Placebo. (Diese Studie umfasste einige Glaukompatienten, aber auch andere Ursachen für Gesichtsfeldverluste.) Eine anschließende langfristige retrospektive Analyse vieler Patienten ergab auch, dass fast zwei Drittel der behandelten Augen die Progression für etwa ein Jahr nach einem ähnlichen rtACS-Kurs „stoppten“ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov): Der mediane MD verbesserte sich über ein Jahr von 14,0 auf 13,4 dB (p<0,01), wobei etwa 63 % der Augen einen stabilen oder besseren MD zeigten (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Im Vergleich dazu verschlechtern sich typische Glaukompatienten durchschnittlich um ~0,5 dB pro Jahr, daher ist diese Stabilität bemerkenswert.

Andere Studien haben die Begeisterung jedoch gedämpft. Eine kleinere RCT (Ramos-Cadena et al., 2024) bei 16 Patienten mit fortgeschrittenem Glaukom wendete 10 rtACS-Sitzungen über 2 Wochen an (10 Hz Sinuswelle bei 0,45–1,5 mA durch Stirn-/Wangen-Elektroden) und verfolgte die Patienten bis zu 1 Monat nach (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Diese Studie fand keine signifikanten Veränderungen in objektiven Sehtests – weder die Sehschärfe, die Kontrastempfindlichkeit noch der Humphrey-Feld-MD verbesserten sich über Placebo hinaus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). (Die Placebogruppe zeigte tatsächlich einen leichten frühen Gesichtsfeldgewinn, der später zurückging, was auf einen Übungseffekt hindeutet (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).) Die behandelte Gruppe berichtete zwar über eine höhere patientenberichtete Lebensqualität in Bezug auf das Sehvermögen (Nahaktivitäten, Abhängigkeit, psychische Gesundheit) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), jedoch ohne begleitende funktionelle Gewinne. Bemerkenswerterweise traten bei diesen Patienten keine schwerwiegenden Nebenwirkungen auf, und es wurden nur leichte Kribbel- oder Phosphengefühle berichtet (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Zusammenfassend war das Ausmaß des Nutzens in rtACS-Studien bescheiden und inkonsistent. Der 24%ige Gesichtsfeldgewinn der Gall-Studie klingt groß, stellt aber eine durchschnittliche relative Verbesserung dar, die nur einige Monate anhielt (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Im Gegensatz dazu zeigte die doppelblinde Studie von Ramos-Cadena keinen signifikanten Gesichtsfeld- oder Kontrastnutzen über 1–4 Wochen (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ebenso deutete eine deutsche „Real-Life“-Kohorte von 2021 auf eine Stabilisierung (keine mittlere Abnahme) über 1 Jahr hin (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), doch ohne Kontrollgruppe könnte dies teilweise die erwartete Variabilität widerspiegeln. In der Praxis sind alle mit rtACS berichteten Gesichtsfeldgewinne klein (wenige Dezibel) und kurzlebig, oft verschwinden sie nach Wochen, wenn die Therapie nicht wiederholt wird. Veränderungen der Kontrastempfindlichkeit waren noch weniger offensichtlich: In der RCT von 2024 zeigte keine Gruppe messbare Verbesserungen der Kontrastschwelle (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Ein zentrales Problem ist der Placebo-/Übungseffekt. Die wiederholte Durchführung perimetrischer Tests kann selbst kleine „Lern“-Verbesserungen hervorrufen. In der Ramos-Cadena-Studie zeigte die Placebogruppe einen temporären Gesichtsfeldgewinn, der dann zurückging, was dieses Phänomen veranschaulicht (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Daher muss jeder bescheidene Gesichtsfeldgewinn bei realer Stimulation im Vergleich zu dem, was in den Kontrollgruppen geschieht, beurteilt werden. Bislang sind nur wenige Studien groß genug, um dies zu beurteilen – und ihre Ergebnisse sind gemischt. Unterm Strich behaupten Therapien in einigen Studien statistische Verbesserungen gegenüber Placebo (z.B. Gall 2016 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)), in anderen jedoch nicht (z.B. Ramos 2024 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)). Die klinische Signifikanz (wie viel besser ein Patient sieht) der berichteten bescheidenen Gewinne ist noch ungewiss.

Typische rtACS-Parameter in Glaukomstudien waren grob: 10 Sitzungen, jeweils ~25–40 Minuten lang, mit niederintensiven (unter 2 mA) Wechselströmen bei ~5–20 Hz. Zum Beispiel verwendete Ramos-Cadena eine 10 Hz Sinuswelle mit allmählich ansteigender Amplitude (0,45–1,5 mA) über 5 aufeinanderfolgende Tage (jeweils 30 Min.), dann weitere 5 Tage mit jeweils 40 Min. (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Andere Protokolle variierten die Frequenz (oft ~10 Hz, manchmal abwechselnde Bänder bis zu 37 Hz) und die Elektrodenplatzierung. In der Praxis wählen die Forscher Ströme, die gerade stark genug sind, um bei den Patienten Phosphene (kurze Blitze) auszulösen.

Sicherheit

In allen Studien wurde die elektrische Stimulation gut vertragen. In der TES-RCT traten keine behandlungsbedingten schwerwiegenden unerwünschten Ereignisse auf (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Die Hauptnebenwirkungen sind mild: Kribbeln oder Zucken der Augenlider, einige Patienten können den Strom oder leichte Kopfschmerzen während der Stimulation spüren. Die rtACS-Studie von 2024 berichtete überhaupt keine schwerwiegenden unerwünschten Ereignisse (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tatsächlich haben in Europa bereits mehr als 1.000 Patienten 10-tägige rtACS-Kurse (10×60 Min.) unter ärztlicher Aufsicht erhalten, ohne jegliche Berichte über ernsthaften Schaden (www.ophthalmologytimes.com). Insgesamt scheint das Risiko für Patienten abgesehen von vorübergehendem Unbehagen vernachlässigbar – ein Grund, warum diese Methoden für Patienten, die nach neuen Therapien suchen, attraktiv sind.

Therapien der nächsten Generation

Geräte und Verfügbarkeit: Derzeit ist die elektrische Stimulation bei Glaukom hauptsächlich ein Forschungs- oder Nischenklinikdienst. Ein kommerzielles System, Eyetronic Nextwave, liefert transorbitale ACS über eine Brille und ist in Europa für alle optischen Neuropathien (einschließlich Glaukom) CE-gekennzeichnet (ichgcp.net). Es wird in Deutschland und einigen anderen Ländern eingesetzt, ist jedoch nicht durch die Krankenversicherung abgedeckt, sodass Patienten die Kosten in der Regel selbst tragen. In den USA ist die Eyetronic-Therapie nur in klinischen Studien verfügbar. Bemerkenswerterweise behandelte Dr. Sunita Radhakrishnan (Glaucoma Center of SF) kürzlich den ersten US-Patienten in einer solchen Studie (www.ophthalmologytimes.com). Die registrierte Eyetronic-Studie plant 10 Sitzungen von jeweils 1 Stunde Stimulation (täglich) und wird die Humphrey-Felder ein Jahr lang verfolgen (ichgcp.net).

Weitere „Next-Gen“-Forschungsansätze umfassen implantierbare Stimulatoren. Zum Beispiel testete eine kürzlich durchgeführte präklinische Studie ein suprachoroidales Netzhautimplantat (ein Elektrodenarray, das zwischen Netzhaut und Aderhaut platziert wird), das kontinuierliche Impulse abgibt (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Bei Katzen führte eine chronische suprathresholdale Stimulation über dieses Implantat zu keiner Netzhautschädigung oder Sicherheitsproblemen (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Somit könnte ein implantierbares Gerät eines Tages anhaltende neuroprotektive Ströme liefern, ohne tägliche Klinikbesuche zu erfordern (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Derweil untersuchen Studien wie die Hongkonger GREAT-Studie am Kopf getragene transkranielle Stimulatoren in Kombination mit Sehtraining (perzeptuelles Lernen), um das Restsehvermögen zu verbessern. Kurz gesagt, es werden Anstrengungen unternommen, um die Neurostimulation personalisierter (z.B. MRT-angepasste Elektrodenplatzierung (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)) und benutzerfreundlicher zu gestalten.

Fazit

Elektrische Stimulationstherapien bieten eine faszinierende Signalverstärkungsstrategie bei Glaukom, es ist jedoch noch ungewiss, ob sie eine echte Neurorestauration erreichen. Frühe Studien zeigen gelegentlich kleine Gewinne im Gesichtsfeld und beim patientenberichteten Sehvermögen, doch die Ergebnisse waren inkonsistent, und Gewinne (falls vorhanden) sind typischerweise kurzlebig. Die wissenschaftliche Begründung (BDNF-Hochregulierung, Anti-Apoptose, kortikale Plastizität) ist bei Tieren solide (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), doch der Nachweis bei Patienten ist bisher bescheiden. Es sind weitere große, Placebo-kontrollierte Studien erforderlich, um festzustellen, wie viel diese Therapien über Placebo hinaus tatsächlich nützen. Vorerst bleibt die elektrische Stimulation experimentell – sicher, aber unbewiesen – und sollte die Standardbehandlung zur IOD-Senkung nicht ersetzen. Kliniker und Patienten sollten laufende Studien (wie die VIRON-Studie) auf stärkere Evidenz hin beobachten. Bei Bestätigung könnte die nicht-invasive Neuromodulation eine wertvolle Ergänzung zur Erhaltung des Sehvermögens jenseits der IOD-Kontrolle werden und Glaukompatienten endlich eine Chance auf eine tatsächliche Sehverbesserung bieten.