Med denne undersøgelse, indfører vi en standardiseret stress model for den isolerede superfuseret bovine retina til fremtidig præklinisk terapeutisk test. Virkningen af enten hypoksi (ren N2) eller glutamat stress (250 pM glutamat) på retinal funktion repræsenteret ved a- og b-bølge amplituder blev evalueret.
Neurobeskyttelse har været et stærkt felt af undersøgelse i oftalmologisk forskning i de seneste årtier og påvirker sygdomme som grøn stær, retinal vaskulær okklusion, nethindeløsning, og diabetisk retinopati. Det var formålet med denne undersøgelse at indføre et standardiseret stress model for den fremtidige prækliniske terapeutisk test.
Bovine nethinder blev fremstillet og perfunderet med en oxygen mættet standardopløsning, og ERG blev registreret. Efter optagelse stabile B-bølger, hypoxi (ren N 2) eller glutamat stress (250 um glutamat) blev udøvet i 45 min. For at undersøge virkningerne på fotoreceptor funktion alene, blev tilsat 1 mM aspartat at opnå a-bølger. ERG-opsving blev overvåget i 75 min.
For hypoxia, var et fald i a-tak-amplitude af 87,0% bemærket (p <0,01) efter en eksponeringstid på 45 minutter (et fald på 36,5% efter afslutningen af udvaskning p = 0,03). Derudover en indledende DECRlethed i b-bølge amplituder af 87,23% blev registreret, der nåede statistisk signifikans (p <0,01, fald på 25,5% ved udgangen af udvaskning, p = 0,03).
For 250 um glutamat, en indledende reduktion 7,8% af en bølge amplituder (p> 0,05) efterfulgt af et fald på 1,9% (p> 0,05). En reduktion på 83,7% af b-bølge amplituder (p <0,01) blev bemærket; efter en udvaskning af 75 min reduktionen var 2,3% (p = 0,62). I denne undersøgelse er en standardiseret stress model præsenteres, der kan være nyttigt at identificere mulige neuroprotektive effekter i fremtiden.
Neurobeskyttelse har været et stærkt felt af undersøgelse i oftalmologisk forskning i de seneste årtier. Nethinden er et yderst følsomt neuronal netværk, afhænger i høj grad af iltning og påvirkes kraftigt af metabolismen af de omkringliggende celler. Større okulære patologier relateret til nerve celle skader er retinal vaskulær okklusion, grøn stær og nethindeløsning.
Retinal arterieokklusion, som et eksempel for retinal vaskulær okklusion, fører til et pludseligt tab af synet på grund af iltmangel på den indre nethinde 1. Det er ofte forbundet med generelle vaskulære patologier 2 og fører til en vedvarende synstab 1, med kun 8% af patienter i restitution synsstyrke væsentligt 1. Selvom arteriel fibrinolyse er blevet foreslået som en behandlingsmulighed, kan ydelsen ikke blive vist i et randomiseret klinisk forsøg 3.
Glaukom og nethindeløsningbegge har en stigning i glutamat koncentration 4-6. Glutamat under fysiologiske betingelser er stødt som en excitatorisk transmitter i hele centralnervesystemet og den indre nethinde 7,8. Forhøjede glutamat niveauer er fundet ikke blot i glaukom og nethindeløsning 5,6, men også i proliferativ diabetisk retinopati 9. En stigning i glutamat muligvis fører til excitotoksicitet og dermed nervecellebeskadigelse 10. I de fleste tilfælde af nethindeløsning og i nogle tilfælde af proliferativ diabetisk retinopati kirurgi på nethinden (pars plana vitrectomy) er nødvendige. Under pars plana vitrektomi mekanisk manipulation, lys af den optiske fiber eller forskydningsspænding udøves af høje strømningshastigheder af kunstvanding løsninger under lange operationer lægge et øget pres på nethinden 11,12.
Alle de nævnte sygdomme har til fælles, at patologien er lokaliseret til Retinen alene og stille det Oftalmologisk samfund med den udfordring at finde måder at beskytte nethinden som et neurosensoriske system.
Elektroretinogrammet (ERG) er standardmetoden til evaluering af in vivo fotoreceptor funktion (a-bølge) og funktionen af den indre nethinde (b-bølge). ERG måles ved sølv-elektroder indført i hornhinden og øjnene bliver stimuleret af et stigende lys til at opdage fejl i stænger eller kegler eller i den indre nethinde. Forskellige defekter i nethinden kan påvises ved ændringer i amplitude (styrken af respons) eller latenstiden (den tid-til-svar-interval) af ERG. Forskellige ERG protokol og målemetoder (mønster-ERG, multifokal-ERG eller lyse felt ERG) tillade yderligere differentiering af defekter. Teknikken af den isolerede nethinde er blevet indført for nylig, hvilket gør det muligt at evaluere virkningerne på nethinden uden interferens fra fx en undersøgelse dyretsalmenreaktioner 13,14.
Det var formålet med denne undersøgelse at vurdere og indføre en defineret og standardiseret stress model for hypoxia og glutamat stress på superfusioneret isolerede nethinde. Således håber vi at skabe grundlaget for fremtidige undersøgelser af neurobeskyttende virkninger af visse midler eller intraokulære kunstvanding løsninger.
I denne undersøgelse blev der fundet en signifikant indvirkning på B-bølge amplitude efter 45 min af hypoxi. Denne reduktion var stadig signifikant efter udvaskning fase. En lignende virkning på fotoreceptor potentiale kunne observeres.
Resultaterne understøttes af andre offentliggjorte data 16 og giver os mulighed for at undersøge mulige neuroprotektive virkninger efter hypoxi.
Efter 45 min eksponering af 250 pM glutamat, fandt vi en statistisk …
The authors have nothing to disclose.
This paper is dedicated to my beloved wife Maren and our little Karl.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
120 mM NaCl | Merck Pharma, Germany | 1,064,041,000 | |
2 mM KCl, | Merck Pharma, Germany | 1,050,010,250 | |
0.1 mM MgCl2, | Merck Pharma, Germany | 58,330,250 | |
0.15 mM CaCl2 | Merck Pharma, Germany | 111 TA106282 | |
1.5 mM NaH2PO4/13.5 mM Na2HPO4 | Merck Pharma, Germany | 1,065,860,500 | |
5 mM glucose | Merck Pharma, Germany | 40,741,000 |