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Hintergrund: Ein wesentlicher Bestandteil der Pathophysiologie des Glaukoms ist der Verlust retinaler Ganglienzellen (RGZ). Oxidativer Stress spielt dabei eine entscheidende Rolle und trägt maßgeblich zum Untergang dieser Zellen bei. Fucoidan, ein sulfariertes Polysacharid aus der Braunalge, zeichnet sich unter anderem durch seine antioxidative Wirkung aus. Ziel dieser Arbeit war es, die potenzielle Neuroprotektion mittels Fucoidan-Vorbehandlung im Organkulturmodell der Schweinretina zu untersuchen.

Methoden: Retinale Explantate aus dem Schwein wurden an Tag eins für 30 min mit Fucoidan (Fucus vesiculosus, FV; 10 oder 50 µg/ml) kultiviert. Anschließend erfolgte die oxidative Schädigung mit 500 µM H2O2 für 3 h. Nach vier Tagen erfolgte die Analyse der vier Gruppen (Kontrolle, H2O2, 10 FV+H2O2, 50 FV+H2O2) mittels immunhistologischer Färbungen, RT-qPCR Analysen und eines Zelltod-Assays. Es wurden verschiedene zelluläre, oxidative und hypoxische, inflammatorische, apoptotische, sowie ferroptotische Marker untersucht.

Ergebnisse: Oxidativer Stress führte zur Reduktion der RGZ-Anzahl (RBPMS: p=0,001) und der entsprechenden Genexpression (RBPMS: p<0.001; TUBB3: p=0,046). Die FV-Behandlung konnte diese Degeneration verhindern (RBPMS: p<0,001). Im Vergleich zur geschädigten Gruppe konnte FV den Anstieg der apoptotischen Genexpression reduzieren (BAX/BCL2: p=0,029). Auch führte die oxidative Schädigung in den Retinae zur Aktivierung der Gliazellen (Iba1: p=0,036; ITGAM: p=0,003; GFAP: p<0,001), was durch FV-Therapie signifikant herunterreguliert wurde (Iba1: p=0,001). Außerdem minimierte FV die erhöhte TNF-Expression nach oxidativer Schädigung (p=0,028) auf Kontrolllevel. Die durch H2O2 induzierte Hochregulation oxidativer und hypoxischer Stress Gene (HIF1A/NOS2: p=0,001) konnten durch FV-Behandlung wieder reduziert werden. Die Aktivierung der Protektionskaskade nach Schädigung blieb mit FV-Vorbehandlung aus (HMOX1: p=0,009).

Schlussfolgerung: Die vorliegenden Ergebnisse deuten auf eine Protektion der RGZ durch eine Vorbehandlung mit FV aus Braunlagen bei oxidativer Schädigung in der Retina hin. Der protektive Effekt beruht auf der Hemmung inflammatorischer und apoptotischer Signale sowie der Regulierung von oxidativem und hypoxischem Stressniveau.