Diabetologie und Stoffwechsel 2016; 11 - P79
DOI: 10.1055/s-0036-1580826

Einfluss reaktiver Metabolite auf Gefäßschaden, Mikroglia-Aktivierung und neuronale Funktion in der diabetischen Retina

A Schlotterer 1, N Dietrich 1, M Kolibabka 1, T Fleming 2, T Klein 3, P Nawroth 2, HP Hammes 1
  • 1Universitätsmedizin Mannheim, Mannheim, Germany
  • 2Universitätsklinikum Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • 3Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG, Biberach an der Riss, Germany

Reaktive Metabolite wie Methylglyoxal (MG) sind bei diabetischen Retinopathie (DR) an Schädigungen der neurovaskulären Einheit (NVE) beteiligt. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung von MG-induzierten Schädigungen der NVE in vivo.

Diabetes wurde in Ratten durch STZ-Behandlung (35 mg/kg) induziert. MG-Gabe (50 mM) erfolgte oral. MG wurde durch HPLC, GlcNAc mittels Western-Blotting quantifiziert. Azelluläre Kapillaren (AC) und Perizyten(PC)-Verlust wurde durch quantitative Retinamorphometrie bestimmt. Außerdem wurden STZ-diabetische Ratten mit Linagliptin (0,083 mg/kg Futter) evaluiert. Mikroglia-Aktivierung wurde durch retinale Wholemount-Färbung und Auszählung CD74- und Iba1-exprimierender Zellen untersucht. Neuroretinale Funktion wurde durch multifokale Elektroretinografie (mfERG) untersucht.

Unter diabetischen Bedingungen resultierten erhöhte retinale MG-Spiegel (von 5,82 auf 9,36 pmol/mg) nach 4 Monaten in Mikroglia-Aktivierung (von 6 auf 64 CD74+Mikroglia/10 Felder; P < 0,01). Orale MG-Gabe erhöhte in nichtdiabetischen Ratten retinale MG-Spiegel ähnlich wie Diabetes (auf 8,82 pmol/mg). In der Retina resultierte dies in einem Anstieg von GlcNAc-Bildung (um 24%; P < 0,001) sowie Verlust von Perizyten (von 2229 auf 1718 PC/mm2; P < 0,01) und neuronaler Funktion (B-Wellen-Amplitude von 1,12 auf 0,73µV; P < 0,01). Umgekehrt korrelierten verringerte MG-Spiegel, in STZ-diabetischen Ratten unter Linagliptin-Behandlung, mit Verringerung von Vasoregression (von 30 auf 19 AC/mm2; P < 0,001), sowie Reduktion von Perizytenverlust (von 1742 auf 2421 PC/mm2; P < 0,001) und Mikroglia-Aktivierung (von 186 auf 126 CD74+Mikroglia/mm2; P < 0,01).

In der NVE der Retina sind die Spiegel reaktiver Metabolite assoziiert mit Gefäßschaden, Mikroglia-Aktivierung und neuronale Funktion. In zukünftigen Experimenten sollten die zugrunde liegenden Pathomechanismen untersucht werden.

Diese Arbeit wurde im Rahmen des DFG-geförderten SFB1118 erstellt und durch eine Projektförderung von Boehringer-Ingelheim unterstützt.