Progressive Retina Atrophie (PRA)

Der Begriff PRA umschließt einen Komplex von Retinadegenerationen verschiedener Ursachen. Allen gemeinsam ist ein ähnliches klinisches Erscheinungsbild, die Erblichkeit, die bilaterale Symmetrie und die Progression. Die Erkrankung bewirkt primär die Degeneration der Photorezeptoren und sekundär der übrigen retinalen Strukturen. In vielen Hunderassen kommen erbliche Retinadegenerationen vor, die aber rassespezifisch große Unterschiede in der Pathogenese aufweisen. Das Manifestationsalter und die Progression sind zwischen den Rassen variabel.

Die initialen Symptome der Erkrankungen sind von der Photorezeptorenart abhängig, die zuerst von der Degeneration erfasst werden.

Zapfen (cone) ermöglichen das Farbsehen. Degenerieren sie, resultiert Tagblindheit (Hemeralopie). Degenerieren die Stäbchen (rod), die das Schwarz-Weiß-Sehen vermitteln, sind die Patienten nachtblind (Nyktalopie). Häufig werden beide Photorezeptorenarten in unterschiedlichem Ausmaß und zeitlicher Abfolge von der Degeneration erfasst, weshalb die Symptome mit der Progression zunehmen (MILLICHAMP, 1990; STADES et al., 1998; NARFSTRÖM und EKESTEN et al., 1999; NARFSTRÖM et al., 2001).

Ophthalmoskopisch ist als erstes Anzeichen der Erkrankung eine Farbveränderung des tapetalen Teils des Fundus wahrzunehmen. Durch die fortschreitende Degeneration der Retina stellt sich in diesem Bereich eine generalisierte Hyperreflexie ein, verursacht durch das Durchscheinen des Tapetum lucidum. Mit der Progression der Erkrankung geht die Attenuierung der retinalen Gefäße einher, bis schließlich im Endstadium nur noch vereinzelte Gefäße sichtbar sind. Die Sehnervenscheibe, welche beim Hund myelinisiert ist, atrophiert.

Im nicht tapetalen Bereich des Fundus können mit zunehmender Progression Depigmentierungen und Pigmentverklumpungen beobachtet werden.

Ein wichtiges Diagnostikum, welches Veränderungen der Retina frühzeitig anzeigt, ist die Elektroretinographie (ERG), mit der die neuronalen Impulse, die von den Photorezeptoren ausgehen, gemessen werden. In der Veterinärmedizin wird das ERG häufig vor Kataraktoperationen (Linsenextraktion) durchgeführt, um die

Funktionsfähigkeit der Retina zu überprüfen. NARFSTRÖM und EKESTEN (1998) zeigten für den Papillon, dass mit dem ERG die Krankheit bereits ab einem Alter von 1,5 Jahren festgestellt werden konnte. In einer Studie (NARFSTRÖM und WRIKSTAD, 1999), in der die Papillon ohne Einsatz des ERG untersucht wurden, betrug das durchschnittliche Manifestationsalter 5,6 Jahre. Da die Durchführung und die Auswertung des ERG einige Probleme bereiten, konnte sich dieses Diagnostikum bisher in der Tiermedizin zur Frühdiagnostik der PRA nicht durchsetzten (AGUIRRE, 1995). NARFSTRÖM und EKESTEN (1998) entwickelten ein Protokoll, in dem gemessene Werte gegen die Standardkurve gesunder Hunde eingetragen wurden. Hierdurch soll die Qualität und die Einheitlichkeit der Auswertung sichergestellt werden. NARFSTRÖM und EKESTEN empfehlen die Entwicklung eines Standards für die Tiermedizin, da degenerative Veränderungen der Retina erst im fortgeschritteneren Krankheitsstadium opththalmoskopisch sichtbar werden (MILLICHAMP, 1990; NARFSTRÖM und EKESTEN, 1998;

NARFSTRÖM et al., 1999).

Die Klassifikation der PRA ist in der Literatur nicht einheitlich. Abhängig von dem Manifestationsalter werden eine frühmanifeste (Frühe Photorezeptorendysplasie = Early-on-set-PRA) und eine spätmanifeste Form (Späte Photorezeptoren-degeneration = Late-on-set-PRA) unterschieden. Abhängig von dem Zelltyp der Retina, der zuerst von degenerativen Prozessen erfasst wird, erfolgt die Differenzierung weiterer Erkrankungsformen.

Die oben beschriebene Form der Retinadegeneration wird als Generalisierte PRA (gPRA) oder klassische PRA bezeichnet und von der Zentralen PRA (cPRA) unterschieden. Jüngste Untersuchungen zeigten, dass die cPRA mit großer Wahrscheinlichkeit nicht erblich ist: (MILLICHAMP 1990; MARTIN et al., 1995;

STADES et. al., 1998; NARFSTRÖM et al. 1999; NARFSTRÖM et al., 2001).

Frühe Photorezeptorendysplasie (Early-on-set-PRA) und ihr Vorkommen in verschiedenen Hunderassen

Die Photorezeptoren differenzieren sich bis zur 10. Lebenswoche. Bei der frühen Form der PRA entwickeln sich eine oder beide Photorezeptorenart/en ab einem bestimmten Zeitpunkt, meist einige Tage postnatal, nicht physiologisch weiter.

Zunächst zeigt nur die betroffene Photorezeptorenart eine lamelläre Disorganisation, die schließlich in der Regel aber auch auf die andere Photorezeptorenart übergreift.

Im ERG zeigen sich Veränderungen bereits in der 3. – 4. Lebenswoche, Nachtblindheit tritt z.T. schon im Alter von 6 – 7 Wochen auf. Ophthalmoskopische Veränderungen sind ab dem dritten oder vierten Lebensmonat sichtbar. Die Progression verläuft schnell, variert aber rasseabhängig. Der Visusverlust tritt dementsprechend in einem Alter von einem bis zu vier Jahren ein.

Eine Rassedisposition besteht für den Irish, English und Gordon Setter, Collie, Rauhhaardackel und Belgischen Schäferhund. Für den Nachweis des Erbgangs erfolgten Stammbaumanalysen und Testkreuzungen. Bei allen oben genannten Rassen stellte sich ein autosomal rezessiver Erbgang heraus (WOLF und SAMUELSON, 1981; ACLAND und AGUIRRE, 1987; SUBER et al., 1993; STADES et al., 1998; NARFSTRÖM et al., 1999; NARFSTRÖM et al., 2001).

Obwohl der Phänotyp sich zwischen den Rassen kaum unterscheidet, konnten bisher für molekulargenetisch untersuchte Rassen verschiedene Genloci verantwortlich gemacht werden.

Für den Irish Setter und den Langhaarcollie konnten Mutationen der Gene als Verursacher ermittelt werden, die für die ß-Untereinheit des Enzyms cyclische Guanosin-Monophosphat-Phosphodiesterase (cGMP) codieren. Beide Gene (Irish Setter = rod-cone-dysplasia (rcd )1 und Langhaarcollie = rcd2) zeigten Mutationen, die kausal im Zusammenhang mit der fehlerhaften Exprimierung des Enzyms stehen. In molekulargenetischen Studien stellte sich heraus, dass beim Irish Setter an PRA erkrankte Tiere eine Mutation des Codons 807 aufwiesen. Es handelt sich hierbei um einen Austausch einer Base (TGA → TAA) in der DNA an Position 2040, wodurch ein Stopcodon entsteht. Aus der Transkription resultiert daher eine

unvollständige mRNA, die zur Synthese einer Phosphodiesterase führt, der 49 Aminosäuren fehlen (SUBER et al., 1993,).

Anhand dieser Untersuchungen konnte ein direkter DNA-Test entwickelt werden, der es ermöglicht, auch heterozygote Träger zu identifizieren ( FABER et al., 1992, SUBER et al., 1993, RAY et al., 1994, 1995, 1996, PETERSON-JONES et al., 1995, ACLAND et al., 1999).

Zwei Sonderformen der Photorezeptorendysplasie werden für den Norwegischen Elchhund beschrieben. Die rod-dysplasia (rd) ist auf eine Störung bei der Stäbchendifferenzierung zurückzuführen (AGUIRRE und RUBIN 1971a, 1971b), während sich bei der early-retinal-degeneration (erd) beide Photorezeptorenarten pathologisch entwickeln. Für die erd konnte jedoch keine Störung des cGMP-Haushaltes nachgewiesen werden, wie es z.B. beim Irish Setter möglich war (AGUIRRE et al., 1999,). Für beide Erkrankungsformen wird ein autosomal rezessiver Erbgang angenommen.

Für den Alaskan Malamute wird eine Dysplasie der Zapfchen beschrieben. Die gestörte Entwicklung führt zur Tagblindheit (Hemerolopie). Der Erbang ist ebenfalls autosomal rezessiv (DICE, 1980).

Die Early-on-set-PRA ist von der Retinadysplasie (RD) abzugrenzen. Letztere tritt kongenital auf, Veränderungen betreffen hierbei von Beginn an alle Schichten der Retina und sind ophthalmoskopisch eindeutig abgrenzbar (MARTIN et al., 1995, STADES et al., 1998, NARFSTRÖM und EKESTEN, 1999, NARFSTRÖM et al.;

2001).

Späte Photorezeptorendegeneration (Late-on-set-PRA) und ihr Vorkommen in verschiedenen Hunderassen

Bei der spätmanifesten Form degenerieren die Photorezeptoren, nachdem sie vollständig differenziert waren. Klinische Erscheinungen treten erst ab dem Alter von einem Jahr auf, Veränderungen im ERG werden z. T. erheblich früher festgestellt. Für diese Form der Retinadegeneration sind die Rassen Zwerg- und Toy-Pudel, Amerikanischer und Englischer Cockerspaniel, Cardigan Welsh Corgi, Zwerg-Langhaardackel, Entlebucher Sennenhund, Labrador und Golden Retriever, Sloughi, Tibet Terrier, Tibet Mastiff, Spaniel, Zwergschnauzer, Akita Inu,

Samoyede, Papillon und Sibirian Husky prädisponiert (O´TOOLE und ROBERTS, 1984, MILLICHAMP et al., 1988, MILLICHAMP, 1990, PARSHALL et al., 1991;

CURTIS und BARNETT, 1993, NARFSTRÖM und EKESTEN 1998, NARFSTRÖM und WRIKSTAD, 1999, BARNETT, 1976, RUBIN, 1989, SPIESS 1994; MARTIN et al., 1995, STADES et al., 1998, NARFSTRÖM und EKESTEN, 1999, DEKOMIEN et al., 2000a, 2000b, LEHMANN et al., 2000).

Der späten Photorezeptordegeneration liegt in vielen Fällen ein autosomal rezessiver Erbgang zugrunde. Dieser konnte beim Toy-Pudel, Zwergschnauzer, Englischen Cocker Spaniel und Tibet Terrier durch Testkreuzungen und Pedigreeanalysen nachgewiesen werden (BLACK, 1972, MILLICHAMP et al., 1988, CURTIS und KEMP, 1988, MILLICHAMP 1990, PARSHALL et al., 1991).

Die Ergebnisse der Erbgangsanalyse des Zwergpudels zeigen allerdings eine Verzerrung in der Aufspaltung der Allele, welches durch Testkreuzungen zwischen betroffenen und nicht betroffenen Probanden auffiel. Bei der Anpaarung von betroffenen Rüden und heterozygoten Hündinnen waren statt der erwarteten 50%

nur 26% der Nachkommen betroffen, was auf eine Heterogenie oder multifaktorielle Einflüsse hinweist (ACLAND et al., 1990). Neuere Studien bei Mastiff und Bullmastiff beschreiben einen monogen autosomal dominanten Erbgang. Allerdings beziehen sich diese Angaben bisher auf die Informationen der Home-Pages des Mastiff Club of America (www.mastiff.org) und der Firma Optigen (www.optigen.com).

Die bisher einzigen erwiesenen Ausnahmen von der autosomalen Vererbung liegen beim Sibirschen Husky und Samoyeden vor. Anhand von Testkreuzungen, histopathologischen und molekulargenetischen Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass die für die Retinadegeneration verantwortliche Genmutation auf dem X-Chromosom lokalisiert ist Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse wurden für diese Rassen direkte Gentests entwickelt (BLACK, 1972, RUBIN, 1989, SMITH 1989, PARSHALL et al., 1991, ACLAND et al., 1994, NARFSTRÖM und EKESTEN, 1999, ZEISS et al. 1999, 2000, ZHANG et al., 2001).

Molekulargenetisch konnte für den Cardigan Welsh Corgi eine Mutation des rcd3 Gens Phosphodiesterase 6A (PDE6A) nachgewiesen werden. Bei dieser

Genmutation handelt es sich um eine Deletion auf Codon 616. Die Genmutation hat die unvollständige Synthese der α-Untereinheit des Enzyms cGMP zur Folge, mit dem Unterschied, dass die degenerativen Prozesse später einsetzen. Ein direkter Gentest, der auch die Ermittlung heterozygoter Tiere ermöglicht, wurde daraufhin entwickelt (DEKOMIEN et al., 1998, 2000a, KLEIN et al., 1998, PETERSON-JONES 1999, DEKOMIEN und EPPLEN 2000, PETERSON-JONES und FENG, 2000, PETERSON-JONES und ENTZ, 2002). DEKOMIEN et al.

(2000b) fand beim Sloughi heraus, dass eine 8 bp-Insertion auf Exon 21 des Gens Phosphodiesterase 6B (PDE6B) als verantwortlich für die PRA bei dieser Rasse heraus.

Für die anderen Rassen sind die Genmutationen, welche die Krankheit auslösen noch spekulativ. Obwohl die Phänotypen sich bei der spätmanifesten Form der Photorezeptordegeneration zwischen den Rassen stark voneinander unterscheiden, werden für die betroffenen Rassen die Mutationen an den gleichen Genloci vermutet (MILLICHAMP, 1990).

Das Krankheitsbild der Retinitis pigmentosa des Menschen ähnelt dieser PRA-Form sehr. Aufgrund dieser Tatsache wurden verschieden Genloci auf Mutationen untersucht, die beim Menschen für diese Krankheit verantwortlich gemacht werden.

Dazu gehören Allele der Kandidatengene: Retinal Degeneration slow/Peripherin (RDS/Peripherin) und Retina Outer Membran 1 (ROM1), PDE6A, PDE6B und Phosducin. In verschiedenen Studien wurden diese Gene bei erkrankten und PRA-freien Hunden untersucht und die Allele hinsichtlich Mutationen verglichen. Bei dem Vergleich zeigte sich, dass bisher für den Großteil der untersuchten Rassen keines der o. g. Gene für die späte Photorezeptorendegeneration sicher verantwortlich gemacht werden kann (DEKOMIEN et al. 2000a, DEKOMIEN et al., 2000, RUNTE et al., 2000, DEKOMIEN et al., 2002).

Es gelang jedoch für einige Rassen, Mutationen an diesen Genorten als auslösende Ursache der Krankheit auszuschließen. Zu diesen Rassen gehören Dackel, Englisch Cocker Spaniel, Golden Retriever, Irish Setter und Zwergpudel (DEKOMIEN et al., 2000a, DEKOMIEN et al., 2000b, RUNTE et al., 2000;

DEKOMIEN et al., 2002).

Für den Zwergpudel, Englischen und Amerikanischen Cocker Spaniel, Labrador Retriever, Protugiesischen Wasserhund und Chesapeak Bay Retriever sind

„Fingerprint“- und Random Amplified Polymorphic DNA-Marker (RAPD-Marker) auf dem Chromosom 9 des Hundes für indirekte Genomanalysen beschrieben.

Indirekte Gentests werden für den Chesapeak Bay Retriever, Englischen Cocker Spaniel, Potugiesischen Wasserhund und Labrador Retriever bereits kommerziell angeboten (www.optigen.com). Das Gen und die PRA auslösende Mutation ist hier jedoch bislang nicht bekannt (DEKOMIEN et al. 2002).

Späte Photorezeptorendegeneration (Late-on-set-PRA) beim Entlebucher Sennenhund

Bereits 1969 wurden 7 Fälle einer PRA beim Entlebucher Sennenhund beobachtet (KRÄHENMANN, 1974).

SPIESS (1994) stellte in einer Studie, in der er 276 Entlebucher Sennenhunde in der Schweiz untersuchte, bei 24,9 % der untersuchten Hunde eine bilateral symmetrische Netzhautdegeneration fest. Der Einsatz der ERG erfolgte hierbei nicht standardmäßig.

Erste Anzeichen konnten in Form einer deutlichen Hyperreflexie des Tapetum lucidum im Alter von drei Jahren festgestellt werden. Die Hyperreflexie betraf die Peripherie des Fundus und war häufig mit einer radiären Streifung der Netzhaut kombiniert. Bei weiterem Fortschreiten der Erkrankungen fiel ein Dünnerwerden der Ateriolen und Venolen auf. Insbesondere die Ateriolen verjüngten sich bereits wenige Papillendurchmesser von der Sehnervenscheibe entfernt erheblich und zeigten kaum mehr als eine Verzweigung. Die Venolen waren vergleichsweise lange sichtbar, wenn auch deutlich attenuiert. Gleichzeitig wurden Depigmentierungen und Pigmentverklumpungen im Bereich des nicht tapetalen Fundus beobachtet. Relativ spät im Verlauf der Erkrankung atrophierte die Sehnervenscheibe.

Nachtblindheit trat als erstes Symptom im Alter von 4 bis 5 Jahren auf. Mit 6 bis 8 Jahren waren die Hunde erblindet.

Bei drei der ophthalmoskopisch PRA- positiv befundeten Hunde konnte ein ERG durchgeführt werden. Es zeigte das typische Bild einer funktionslosen Retina.

SPIESS (1994) vermutete aufgrund der Stammbaumanalyse für die PRA einen autosomal rezessiven Erbgang.

Das Krankheitsbild der PRA des Entlebucher Sennenhundes gleicht dem der Retinitis pigmentosa des Menschen. Der Entlebucher Sennenhund wurde daher in molekulargenetische Studien einbezogen, in denen in verschiedenen Untersuchungen bei 11 – 20 Hunderassen Mutationen an verschiedenen Genorten untersucht wurden, die beim Menschen für die Erkrankung verantwortlich sind. Die Untersuchung der Kandidatengene RDS/Peripherin und ROM1, PDE6A, PDE6B und Phosducin ergab, dass Mutationen auf diesen Genen für den Entlebucher Sennenhund nicht als Auslöser der Krankheit verantwortlich gemacht werden können. Molekulargenetisch konnte bis zum heutigen Zeitpunkt die Ursache der PRA beim Entlebucher Sennenhund nicht ermittelt werden (DEKOMIEN et al., 2000a, DEKOMIEN et al., 2000b, RUNTE et al., 2000, DEKOMIEN et al., 2002).