Autor: Lena Kern

Das Ziel der vorliegenden Doktorarbeit war es, präretinale Neovaskularisationen auf ihre Funktionalität zu überprüfen und Mechanismen der Angiogenesehemmung durch intravitreale Injektionen zu evaluieren. Dazu wurden zwei Mausmodelle verwendet, das Ang2(-/-)- und das OIR-Modell. Beide Modelle entwickeln präretinale Neovaskularisationen aufgrund der lokalen Hypoxie, jedoch in unterschiedlichem Ausmaß und Lokalisation. Durch diese Charakteristika sind beide Modelle optimal zur Untersuchung der intraretinalen Funktion in neovaskulären Arealen geeignet, da die Funktion der inneren Retina in Abhängigkeit von zentraler und peripherer Hypoxie evaluiert werden kann. Die Neovaskularisationen beider Modelle wurden im Zeitverlauf quantifiziert. Das OIR-Modell zeigte transiente und das Ang2(-/-)-Modell permanente Neovaskularisationen. Eine OCT wurde durchgeführt, um die Lokalisation der Neovaskularisationen zu detektieren, eine mfERG wurde durchgeführt, um die innerretinale Funktion in den neovaskulären Arealen zu evaluieren. In den neovaskulären Arealen bestand weder in der Amplitude der A-Welle, noch in der Amplitude der B-Welle ein signifikanter Unterschied zwischen Ang2(-/-)-Modell, OIR-Modell und der Kontrollgruppe. Die PCA der Genexpressionsanalysen zeigte eine der Quantität der Neovaskularisationen entsprechende Dynamik der Genexpression. Die deutliche Steigerung der Genexpression von Epo in beiden Modellen an P25 ist hinweisend auf einen endogenen neuroprotektiven Mechanismus, der für die intakte Funktion der Retina eine essentielle Rolle spielt. Die Messung der SUMOylierung von HIF1 bestätigte den Verdacht, dass postranslationale Modifikationen die Ursache für die Diskrepanzen der mRNA- und Protein-Expression von VEGF-A und HIF1 waren. Beide Angiogenese- Modelle zeigten eine Steigerung der HIF1-SUMOylierung, folglich ist eine verstärkte antioxidative Wirkung von HIF1 eine weitere Ursache für die Stabilisierung der Gefäße und den daraus resultierenden Funktionserhalt der inneren Retina. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Effekt einer intravitrealen Injektion und Punktion im OIR-Modell auf die pathologische Angiogenese der Retina sowie auf Gliazellen untersucht. Sowohl die intravitreale Injektion von PBS als auch eine intravitreale Punktion der OIR Mäuse an P12 führte zu einer deutlichen Reduktion der präretinalen Neovaskularisationen an P17. Um die Inflammation auf Zellebene unter den behandelten Gruppen miteinander zu vergleichen, wurde die Gesamtzahl (Iba1-positive Zellen) und die aktivierten, CD74- positiven Mikroglia quantifiziert. Beide behandelten Gruppen zeigten eine Erhöhung der aktivierten Mikroglia, wohingegen die Gesamtzahl der Mikroglia nur in der intravitreal punktierten Gruppe signifikant erhöht war. Demnach führte die intravitreale Punktion zu einer erhöhten Gesamtzahl und einer deutlicheren Aktivierung der Mikroglia als die intravitreale Injektion von 1 µL PBS, vermutlich aufgrund der Erhöhung des intraokulären Druckes bei intravitrealen Injektionen. Die Quantifizierung von Sema3A an P17 ergab eine signifikante Erhöhung in beiden Behandlungsgruppen gegenüber der Kontrolle. Sema3A wirkt über die Blockade der Bindung von VEGF-A an den NRP1-Rezeptor antiangiogen und ist somit für den antiangiogenen Effekt der intravitrealen Injektion bzw. Punktion verantwortlich. In vitro konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung der Mikroglia zu einer signifikanten Steigerung der Sema3A-Expression führt, somit sind vermutlich Mikroglia bei intravitrealen Injektionen und Punktionen für die Steigerung der Expression von Sema3A verantwortlich.