Establishment and characterization of a unilateral UV-induced photoreceptor degeneration model in the C57Bl/6J mouse and chinchilla bastard rabbit

• Etablierung und Charakterisierung eines unilateralen UV-induzierten Photorezeptordegenerationsmodells in der C57Bl6/J Maus und im Chinchilla Bastard Kaninchen

van der Meer, Anna-Marina; Kampa, Björn Michael (Thesis advisor); Walter, Peter Markus (Thesis advisor); Müller, Frank (Thesis advisor)

Aachen (2019, 2020)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2019

Kurzfassung

Um Retinaimplantate für Patienten mit degenerativen Netzhauterkranungen, wie z.B. Retinitis pigmentosa, zu testen und Operationsverfahren zu etablieren, werden Tiermodelle benötigt, die Charakteristika genannter Netzhauterkrankungen aufweisen und deren Augenabmessungen mit denen des menschlichen Auges vergleichbar sind. Obwohl die retinal degeneration 10 (rd10)-Maus - ein genetisches Modell für Retinitis pigmentosa - bereits detailliert erforscht wurde, ist sie aufgrund des kleinen Auges nicht für die Weiterentwicklung von Retinaimplantaten geeignet. Für diesen Zweck stellt das Kaninchen den idealen Modellorganismus dar, da es ein verhältnismäßig großes Auge mit unkomplizierten Haltungsbedingungen und gutem Handling vereint. Obwohl auch im Kaninchen bereits ein genetisches Modell für Retinitis pigmentosa existiert (TgP347L rabbit) ist ein induzierbares bzw. akutes Modell dennoch von Vorteil: Der Degenerationsbeginn kann extern initiiert werden, die Degeneration verläuft schneller und bei monokularer Behandlung kann das unbehandelte Auge als interne Kontrolle benutzt werden. Um solch ein induziertes Modell für Netzhautdegeneration zu etablieren, wurden im Zuge dieser Arbeit in einem ersten Schritt die linken Augen von C57Bl/6J Mäusen mit einem UV LED Array mit 370 nm bestrahlt. Zuerst wurde eine Dosisfindungsstudie in der Maus durchgeführt, gefolgt von einer Charakterisierungsstudie, die einen direkten Vergleich zur rd10-Maus zuließ. Sowohl die Kurz- als auch die Langzeiteffekte auf die Netzhaut wurden betrachtet. Spaltlampenuntersuchungen, Ganzfeld-Elektroretinographie (gfERG), optische Kohärenztomographie (OCT), Makroskopie sowie H Färbungen wurden eingesetzt, um eine angemessene Dosis zu finden und den Effekt auf das Auge einschätzen zu können. Innerhalb der Charakterisierungsstudie wurden zusätzlich Multielektroden Array (MEA) Aufnahmen sowie immunhistochemische Färbungen angefertigt, um detailliertere Aussagen treffen zu können. Das Verfahren der UV-Bestrahlung wurde anschließend auf Chinchilla Bastard Kaninchen übertragen, um gleichermaßen eine Netzhautdegeneration herbeizuführen. Hierbei kamen Spaltlampenuntersuchungen, gfERG, multifokale Elektroretinographie (mfERG), OCT, Makroskopie und Histologie zum Einsatz, um eine geeignete Dosis zu finden und um den Effekt der UV-Strahlung auf das Auge zu dokumentieren. Die Bestrahlung des Auges mit UV-Licht führte in der Maus zu einer reproduzierbaren Photorezeptordegeneration mit großer Ähnlichkeit zur rd10-Maus, wohingegen die UV-Bestrahlung des Auges beim Kaninchen primär zu Schädigungen der Cornea führte und nur minimale Effekte auf die Netzhaut hatte.

Einrichtungen

• Fachgruppe Biologie [160000]
• Lehr- und Forschungsgebiet Molekulare und systemische Neurophysiologie [162320]