nach oben

Die Ophthalmologie

Erschienen in:

01.01.2010 | Originalien

In-vivo-Imaging retinaler Zellapoptose nach akuter Lichtexposition

verfasst von: Dr. S. Schmitz-Valckenberg, L. Guo, W. Cheung, S.E. Moss, F.W. Fitzke, M.F. Cordeiro

Erschienen in: Die Ophthalmologie | Ausgabe 1/2010

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Hintergrund

Bisher war der Nachweis von retinaler Apoptose in der äußeren Körnerschicht nach akuter Lichtexposition auf histologische Untersuchungen [12] beschränkt. In dieser Studie untersuchen wir, ob programmierter Zelltod mittels der DARC-Technik (Detection-of-Apoptosing-Retinal-Cells-Technik) in vivo dargestellt werden kann.

Methoden

Die Augen von schwarzen Agouti-Ratten wurden mit blauem Licht (λ=405 nm; 3,2 mW/cm²) über 2 h bestrahlt. In-vivo-Imaging mittels konfokaler Scanning-Laser-Ophthalmoskopie wurde vor und direkt nach Lichtexposition sowie 24 h nach Dunkeladaptation durchgeführt. Anschließend wurde die Entwicklung von retinaler Zellapoptose unter Einsatz der DARC-Technik nach intravitrealer Gabe von fluoreszenzmarkiertem Annexin 5 untersucht.

Ergebnisse

Direkt nach Lichtexposition waren keine pathologischen Veränderungen durch In-vivo-Imaging zu erkennen. Hingegen wurde eine Netzhautverdünnung und die Entwicklung von retinaler Zellapoptose nach Dunkeladaptation einen Tag später im Bereich des vorher bestrahlten Areals nachgewiesen. Mittels konfokalem Live-Scanning durch die bestrahlte Netzhaut wurden die hyperfluoreszenten apoptotischen Zellen in der äußeren Netzhaut lokalisiert. Histologische Untersuchungen bestätigten die Entwicklung von Photorezeptorapoptose und Zellschäden im Bereich der äußeren Netzhaut.

Diskussion

Die DARC-Technik erlaubt die In-vivo-Darstellung von Photorezeptorzellapoptose in der äußeren Netzhaut. Hiermit eröffnen sich neue, vielsprechende Möglichkeiten zur Untersuchung des programmierten Photorezeptorzelltods, welcher bisher nur post mortem nachgewiesen werden konnte.

Arroyo JG, Yang L, Bula D, Chen DF (2005) Photoreceptor apoptosis in human retinal detachment. Am J Ophthalmol 139:605–610CrossRefPubMed

Barber AJ, Lieth E, Khin SA et al (1998) Neural apoptosis in the retina during experimental and human diabetes. Early onset and effect of insulin. J Clin Invest 102:783–791CrossRefPubMed

Bellmann C, Holz FG, Schapp O et al (1997) Topography of fundus autofluorescence with a new confocal scanning laser ophthalmoscope. Ophthalmologe 94:385–391CrossRefPubMed

Boersma HH, Kietselaer BL, Stolk LM et al (2005) Past, present and future of annexin A5: From protein discovery to clinical applications. J Nucl Med 46:2035–2050PubMed

Bush RA, Reme CE, Malnoe A (1991) Light damage in the rat retina: The effect of dietary deprivation of N-3 fatty acids on acute structural alterations. Exp Eye Res 53:741–752CrossRefPubMed

Chang GQ, Hao Y, Wong F (1993) Apoptosis: Final common pathway of photoreceptor death in rd, rds and rhodopsin mutant mice. Neuron 11:595–605CrossRefPubMed

Cideciyan AV, Swider M, Aleman TS et al (2005) ABCA4-associated retinal degenerations spare structure and function of the human parapapillary retina. Invest Ophthalmol Vis Sci 46:4739–4746CrossRefPubMed

Cook B, Lewis GP, Fisher SK, Adler R (1995) Apoptotic photoreceptor degeneration in experimental retinal detachment. Invest Ophthalmol Vis Sci 36:990–996PubMed

Cordeiro MF, Guo L, Luong V et al (2004) Real-time imaging of single nerve cell apoptosis in retinal neurodegeneration. Proc Natl Acad Sci U S A 101:13352–13356CrossRefPubMed

10.

Dunaief JL, Dentchev T, Ying GS, Milam AH (2002) The role of apoptosis in age-related macular degeneration. Arch Ophthalmol 120:1435–1442PubMed

11.

Ferrington DA, Tran TN, Lew KL et al (2006) Different death stimuli evoke apoptosis via multiple pathways in retinal pigment epithelial cells. Exp Eye Res 83:638–650CrossRefPubMed

12.

Grimm C, Wenzel A, Williams T et al (2001) Rhodopsin-mediated blue-light damage to the rat retina: Effect of photoreversal of bleaching. Invest Ophthalmol Vis Sci 42:497–505PubMed

13.

Guo L, Salt TE, Maass A et al (2006) Assessment of neuroprotective effects of glutamate modulation on glaucoma-related retinal ganglion cell apoptosis in vivo. Invest Ophthalmol Vis Sci 47:626–633CrossRefPubMed

14.

Guo L, Salt TE, Luong V et al (2007) Targeting amyloid-{beta} in glaucoma treatment. Proc Natl Acad Sci U S A 104:13444–13449CrossRefPubMed

15.

Harada T, Harada C, Nakayama N et al (2000) Modification of glial-neuronal cell interactions prevents photoreceptor apoptosis during light-induced retinal degeneration. Neuron 26:533–541CrossRefPubMed

16.

Holz FG, Schmitz-Valckenberg S, Spaide RF, Bird AC (2007) Atlas of fundus autofluorescence imaging. Springer, Berlin

17.

Kerr JN, Denk W (2008) Imaging in vivo: Watching the brain in action. Nat Rev Neurosci 9:195–205CrossRefPubMed

18.

Luker GD, Luker KE (2008) Optical imaging: Current applications and future directions. J Nucl Med 49:1–4CrossRefPubMed

19.

Maass A, Lundt von Leithner P, Luong V et al (2007) Assessment of rant and mouse RGC apoptosis imaging in-vivo with different scanning laser ophthalmoscopes. Curr Eye Res 32:851–861CrossRefPubMed

20.

Morgan JI, Hunter JJ, Masella B et al (2008) Light-induced retinal changes observed using high-resolution autofluorescence imaging of the retinal pigment epithelium. Invest Ophthalmol Vis Sci 49:3715–3729CrossRefPubMed

21.

Nakazawa T, Hisatomi T, Nakazawa C et al (2007) Monocyte chemoattractant protein 1 mediates retinal detachment-induced photoreceptor apoptosis. Proc Natl Acad Sci U S A 104:2425–2430CrossRefPubMed

22.

Noell WK (1980) Possible mechanisms of photoreceptor damage by light in mammalian eyes. Vision Res 20:1163–1171CrossRefPubMed

23.

Noell WK, Walker VS, Kang BS, Berman S (1966) Retinal damage by light in rats. Invest Ophthalmol Vis Sci 5:450–473

24.

Perche O, Doly M, Ranchon-Cole I (2007) Caspase-dependent apoptosis in light-induced retinal degeneration. Invest Ophthalmol Vis Sci 48:2753–2759CrossRefPubMed

25.

Portera-Cailliau C, Sung CH, Nathans J, Adler R (1994) Apoptotic photoreceptor cell death in mouse models of retinitis pigmentosa. Proc Natl Acad Sci U S A 91:974–978CrossRefPubMed

26.

Rapp LM, Williams TP (1979) Damage to the albino rat retina produced by low intensity light. Photochem Photobiol 29:731–733CrossRefPubMed

27.

Rapp LM, Williams TP (1980) The role of ocular pigmentation in protecting against retinal light damage. Vision Res 20:1127–1131CrossRefPubMed

28.

Reme C, Federspiel-Eisenring E, Hoppeler T et al (1988) Chronic lithium damages the rat reitna, acute light exposure potentiates the effect. Clin Vision Sci 3:157–172

29.

Reme CE, Grimm C, Hafezi F et al (1998) Apoptotic cell death in retinal degenerations. Prog Retin Eye Res 17:443–464CrossRefPubMed

30.

Sanges D, Comitato A, Tammaro R, Marigo V (2006) Apoptosis in retinal degeneration involves cross-talk between apoptosis-inducing factor (AIF) and caspase-12 and is blocked by calpain inhibitors. Proc Natl Acad Sci U S A 103:17366–17371CrossRefPubMed

31.

Schmitz-Valckenberg S, Guo L, Maass A et al (2008) Real-time in-vivo imaging of retinal cell apoptosis after laser exposure. Invest Ophthalmol Vis Sci 49:2773–2780CrossRefPubMed

32.

Sparrow JR, Nakanishi K, Parish CA (2000) The lipofuscin fluorophore A2E mediates blue light-induced damage to retinal pigmented epithelial cells. Invest Ophthalmol Vis Sci 41:1981–1989PubMed

33.

Suter M, Reme C, Grimm C et al (2000) Age-related macular degeneration. The lipofusion component N-retinyl-N-retinylidene ethanolamine detaches proapoptotic proteins from mitochondria and induces apoptosis in mammalian retinal pigment epithelial cells. J Biol Chem 275:39625–39630CrossRefPubMed

34.

von Ruckmann A, Fitzke FW, Bird AC (1995) Distribution of fundus autofluorescence with a scanning laser ophthalmoscope. Br J Ophthalmol 79:407–412CrossRef

35.

Webb RH, Hughes GW, Delori FC (1987) Confocal scanning laser ophthalmoscope. Appl Opt 26:1492–1499CrossRef

36.

Weber WA, Grosu AL, Czernin J (2008) Technology insight: Advances in molecular imaging and an appraisal of PET/CT scanning. Nat Clin Pract Oncol 5:160–170CrossRefPubMed

37.

Weissleder R (1999) Molecular imaging: Exploring the next frontier. Radiology 212:609–614PubMed

38.

Wenzel A, Grimm C, Samardzija M, Reme CE (2005) Molecular mechanisms of light-induced photoreceptor apoptosis and neuroprotection for retinal degeneration. Prog Retin Eye Res 24:275–306CrossRefPubMed

39.

Zhao M, Beauregard DA, Loizou L et al (2007) Non-invasive detection of apoptosis using magnetic resonance imaging and a targeted contrast agent. Nature Med 7:1241–1244

40.

Blankenberg FG, Strauss HW (2001) Will imaging of apoptosis play a role in clinical care? A tale of mice and men. Apoptosis 6:117–123CrossRefPubMed

Titel: In-vivo-Imaging retinaler Zellapoptose nach akuter Lichtexposition
verfasst von: Dr. S. Schmitz-Valckenberg
L. Guo
W. Cheung
S.E. Moss
F.W. Fitzke
M.F. Cordeiro
Publikationsdatum: 01.01.2010
Verlag: Springer-Verlag
Erschienen in: Die Ophthalmologie / Ausgabe 1/2010
Print ISSN: 2731-720X
Elektronische ISSN: 2731-7218
DOI: https://doi.org/10.1007/s00347-009-1952-y

Neu im Fachgebiet Augenheilkunde

Metastase in der periokulären Region

Metastasen Leitthema

Orbitale und periokuläre metastatische Tumoren galten früher als sehr selten. Aber mit der ständigen Aktualisierung von Medikamenten und Nachweismethoden für die Krebsbehandlung werden neue Chemotherapien und Strahlenbehandlungen eingesetzt. Die …

Staging und Systemtherapie bei okulären und periokulären Metastasen

Metastasen Leitthema

Metastasen bösartiger Erkrankungen sind die häufigsten Tumoren, die im Auge diagnostiziert werden. Sie treten bei ungefähr 5–10 % der Patienten mit soliden Tumoren im Verlauf der Erkrankung auf. Besonders häufig sind diese beim Mammakarzinom und …

Wundheilung nach Trabekulektomie

Trabekulektomie CME-Artikel

Die überschießende Wundheilung in der filtrierenden Glaukomchirurgie ist ein zentraler Faktor für ein operatives Versagen. Nach der Einführung der Trabekulektomie in den 1960er-Jahren wurden viele Faktoren erkannt, die mit einer vermehrten …

„standard operating procedures“ (SOP) – Vorschlag zum therapeutischen Management bei periokulären sowie intraokulären Metastasen

Metastasen Leitthema

Peri- sowie intraokuläre Metastasen sind insgesamt gesehen selten und meist Zeichen einer fortgeschrittenen primären Tumorerkrankung. Die Therapie ist daher zumeist palliativ und selten kurativ. Zudem ist die Therapiefindung sehr individuell. Die …

Update Augenheilkunde

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

Newsletter bestellen

Die Highlights vom Kongress des American College of Cardiology 2024

Springer Medizin

In-vivo-Imaging retinaler Zellapoptose nach akuter Lichtexposition

Zusammenfassung

Hintergrund

Methoden

Ergebnisse

Diskussion

Neu im Fachgebiet Augenheilkunde

Metastase in der periokulären Region

Staging und Systemtherapie bei okulären und periokulären Metastasen

Wundheilung nach Trabekulektomie

„standard operating procedures“ (SOP) – Vorschlag zum therapeutischen Management bei periokulären sowie intraokulären Metastasen

Update Augenheilkunde

Die Highlights vom Kongress des American College of Cardiology 2024

Springer Medizin

Zusammenfassung

Hintergrund

Methoden

Ergebnisse

Diskussion

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2010

Endozyklophotokoagulation bei der Behandlung des Glaukoms

Ein stochastischer Test zur Validitätskontrolle von Visusangaben

Behandlungsmethoden und Komplikationen der Lasertrabekuloplastik

Effektivität und Stellenwert der Lasertrabekuloplastik

Makroglobulinämie Waldenström der Tränendrüse bei einer Patientin mit Sarkoidose

Augeninnendruck während und nach dem Spielen von Hoch- und Niedrigwiderstandblasinstrumenten

Neu im Fachgebiet Augenheilkunde

Metastase in der periokulären Region

Staging und Systemtherapie bei okulären und periokulären Metastasen

Wundheilung nach Trabekulektomie

„standard operating procedures“ (SOP) – Vorschlag zum therapeutischen Management bei periokulären sowie intraokulären Metastasen

Update Augenheilkunde