• Ischemia retinica

RIASSUNTO

Introduzione: L’ischemia retinica, una delle più comuni cause di alterazione della visione, è associata con patologie sistemiche che riducono il lume dei vasi retinici come l’ipertensione, l’arteriosclerosi, il diabete, l’ipercolesterolemia, le arteriti così come altre. Comunque, la patologia che prevalentemente si associa all’ischemia retinica è il glaucoma, una malattia cronica e bilaterale caratterizzata dall’aumento della pressione intraoculare (IOP) e responsabile della perdita delle cellule retiniche ganglionari (RGCs), con successiva degenerazione delle fibre nervose che costituiscono il nervo ottico.
La riduzione del flusso sanguigno alla retina innesca una serie di eventi che determinano danno tissutale e morte neuronale; quelli più importanti sono: la formazione di radicali liberi dell’ossigeno (ROS), la produzione di monossido di azoto (NO), il rilascio del fattore di crescita dell’endotelio vascolare (VEGF) e i meccanismi legati all’eccitotossicità da glutammato.
Recenti studi sperimentali hanno dimostrato la presenza a livello retinico delle neurotrofine (NT), molecole importanti per la sopravvivenza neuronale e la sinaptogenesi. Tra le NT, il BDNF (Brain-derived neurotrophic factor) è tra le più studiate per la sua azione protettiva in patologie neurodegenerative del sistema nervoso centrale e periferico; è stato pertanto suggerito che possa avere un ruolo nel trattamento di alcune retinopatie, tra cui quelle di tipo ischemico.
Scopo della ricerca: Lo scopo del nostro studio è stato analizzare alcuni meccanismi molecolari coinvolti nelle prime fasi dell’ischemia retinica, per identificare possibili target terapeutici, utilizzando un modello animale di ischemia/riperfusione retinica.
Materiali e metodi: E’ stato inizialmente allestito uno studio pilota utilizzando 8 ratti maschi Wistar adulti sani, con un peso di 250±25g, randomizzati in 4 gruppi: 1 giorno (1G); 3 giorni (3G); 7 giorni (7G); 14 giorni (14G). Gli animali sono stati anestetizzati e sottoposti ad iniezione intra-vitreale di endotelina-1 (ET-1, 300µl 4x10-5 M) nell’occhio sinistro; l'occhio controlaterale è stato utilizzato come controllo. Al momento del sacrificio sono stati espiantati i nervi ottici ed inclusi in OCT per la valutazione dello spessore medio delle sezioni colorate con ematossilina-eosina, tramite il programma ImageJ (National Institutes of Health, U.S.A).
Per lo studio sperimentale sono stati utilizzati 24 ratti maschi Wistar adulti sani, con un peso di 250±25g, randomizzati in 4 gruppi: 2 ore (2h); 1 giorno (1G); 3 giorni (3G); 7 giorni (7G). L’ischemia/riperfusione è stata indotta tramite iniezione di ET-1 come descritto precedentemente; al momento del sacrificio le retine sono state espiantate e conservate a –80°C fino al momento dell’omogenizzazione. In seguito i tessuti retinici sono stati utilizzati per valutare l’espressione della subunità α del Fattore Indotto dall’Ipossia (HIF-1α), della Ciclossigenasi-2 (COX-2), del BDNF e l’attivazione di ERK, AKT e CREB mediante Western Blot.
Risultati: La valutazione dello spessore medio delle sezioni dei nervi ottici ha evidenziato una riduzione a quattordici giorni dall’iniezione di ET-1.
L’analisi molecolare rileva un aumento significativo dell’espressione di HIF-1α dopo due ore dall’iniezione di ET-1 rispetto al controllo, mentre l’espressione della COX-2 aumenta significativamente rispetto al controllo nei gruppi 1G e 3G. La valutazione dei livelli tissutali di BDNF evidenzia una riduzione significativa rispetto al controllo già dopo 1 giorno dall’iniezione; i livelli di BDNF restano significativamente ridotti per tutta la durata sperimentale. Per quanto riguarda l’attivazione dei segnali di sopravvivenza cellulare, ERK, AKT e CREB, si osserva un aumento significativo di ERK e AKT solo a due ore e a un giorno dall’iniezione di ET-1. Il fattore di trascrizione CREB, invece, risulta significativamente aumentato a due ore dall’iniezione rispetto al controllo, mentre si riduce significativamente dopo tre e sette giorni.
Conclusioni: Dai risultati sperimentali ottenuti, possiamo concludere che il modello è stato in grado di riprodurre gli effetti di un’ischemia retinica, come mette in luce l’aumento a 2 ore di HIF-1α; l’aumento della COX-2, testimonia l’importanza del processo infiammatorio nelle prime fasi del danno ischemico. L’attivazione precoce dei segnali molecolari evidenzia una risposta compensatoria del tessuto retinico, mentre al G1 correla con la presenza di un processo infiammatorio; la non-attivazione che si osserva nei gruppi 3G e7G potrebbe invece essere spiegata dalla presenza di fenomeni apoptotici, documentati in letteratura e che dovranno essere verificati. Infine l’inattivazione di CREB e la riduzione del BDNF a partire dal G1 confermano il ruolo delle neurotrofine nel tessuto retinico consentendo di avvalorate l’ipotesi circa un loro utilizzo futuro nel trattamento dell’ischemia retinica.