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Ziel: Oxidativer Stress spielt eine entscheidende Rolle bei verschiedenen retinalen Erkrankungen, unter anderem auch beim Glaukom. Daher ist es dringend notwendig, antioxidative Strategien als mögliche Therapieoptionen zu erforschen. Basierend darauf wurde die mögliche antioxidative Wirkung von Sulforaphan (SF) in einem Ex-vivo-Degenerationsmodell der Schweineretina untersucht. Bei SF handelt es sich um ein Isothiocyanat, das natürlicherweise in Kreuzblütlern wie Brokkoli vorkommt. Von besonderem Interesse war, ob eine SF-Vorbehandlung die retinalen Ganglienzellen vor oxidativ induzierten Schäden schützen kann und somit neuroprotektiv wirkt.

Methode: Die Explantate der Schweineretina wurden über vier Tage kultiviert. Eine SF-Vorbehandlung erfolgte an Tag eins für 24 h (5, 20 und 50 μM SF). Mittels 500 μM H2O2 wurde an Tag zwei für 3 h eine oxidative Schädigung induziert. Jede SF-Konzentration wurde zusätzlich ohne oxidative Schädigung kultiviert, sodass acht Gruppen analysiert werden konnten: Kontrolle, H2O2, 5SF, 20SF, 50SF, 5SF+H2O2, 20SF+H2O2, 50SF+H2O2. Nach Abschluss der Kultivierung wurden die Proben mittels RT-qPCR und Immunhistologie analysiert (n=9/Gruppe). Im Fokus standen sowohl zelluläre (RBPMS, ITGAM), apoptotische (BAX, BCL2) als auch oxidative (HMOX1, SOD2, NOS2) Marker.

Ergebnis: Die SF-Vorbehandlung führte im Vergleich zur oxidativ geschädigten Gruppe zu einer Protektion retinaler Ganglienzellen (RBPMS; p<0,050). Zudem ging die oxidative Schädigung mit einer erhöhten mikroglialen Aktivierung einher (ITGAM; p=0,005), welche unter SF-Vorbehandlung signifikant herunterreguliert war (p=0,001). In der H2O2-Gruppe kam es zu einer Zunahme von oxidativem Stress und Inflammation (NOS2; p=0,002), während die SF-Behandlung zu einer Reduktion dieser Prozesse führte (p=0,010). Die mitochondriale Schutzreaktion nach oxidativer Schädigung war erhöht (SOD2; p=0,017), verhielt sich jedoch unter SF-Vorbehandlung rückläufig. In allen Gruppen war zudem eine verstärkte Expression weiterer oxidativer Schutzmechanismen nachweisbar (HMOX1; p<0,050).

Schlussfolgerung: Die Ergebnisse belegen eine effektive Protektion von SF gegenüber oxidativem Stress in der Schweineretina. Insbesondere schützt es die retinalen Ganglienzellen durch die Aktivierung von antioxidativen Mechanismen sowie der Reduktion des mitochondrialen Stresslevels und der Inflammation.

Förderung: DOG-Doktorandenstipendium