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Hintergrund: Das Glaukom ist eine der häufigsten Erblindungsursachen weltweit, gekennzeichnet durch den irreversiblen Verlust retinaler Ganglienzellen (RGZ) sowie ihrer Axone. Die Senkung des Augeninnendrucks (IOD) ist die einzige evidenzbasierte Therapieoption. Trotz optimaler IOD-Senkung kommt es häufig zur Progression der Erkrankung. Ziel dieser Studie war es, die neuroprotektiven Mechanismen von Nicotinamid in einem in vivo chronischen Glaukom-Modell zu untersuchen.

Methoden: Der IOD wurde bei 9 Wochen alten C57BL/6J-Wildtypmäusen durch Kauterisation von 3 episkleralen Venen (EVC-Gruppe) für 2 Wochen erhöht. Nicotinamid wurde über das Trinkwasser verabreicht. RGZ wurden mittels immunhistochemischer Färbung (IHC) mit Anti-Brn3a quantifiziert. Die Funktion der RGZ wurde durch Multielektrodenarray (MEA) analysiert. Veränderungen in der Proteinexpression wurden mittels massenspektrometrischer Proteomanalysen untersucht. Die Lokalisation und Expression der am stärksten hochregulierten Proteine wurde durch IHC validiert.

Ergebnisse: Die IOD-Erhöhung führte zu einem signifikanten Verlust von RGZ (p<0,001). Die Supplementierung von Nicotinamid verbesserte das Überleben der RGZ unter erhöhtem IOD signifikant (p<0,001). Die MEA-Ergebnisse zeigen eine signifikante Reduktion der spontanen Frequenz und der Amplituden der RGZ-Aktionspotenziale in der EVC-Gruppe im Vergleich zu gesunden Kontroll-Retinae (p<0,001). Die Nicotinamid-Supplementierung führte zur signifikanten Steigerung der spontanen Frequenz und Amplituden (p<0,001). OFF-RGZ waren am vulnerabelsten gegenüber dem erhöhten IOD – ihre Überlebensrate konnte durch Nicotinamid signifikant gesteigert werden. Proteomanalysen zeigten, dass Nicotinamid Signalwege aktivierte, die mit mitochondrialer Funktion, Immunantwort, DNA-Reparatur, Autophagie, Neurogenese und Regeneration von Nervengewebe assoziiert sind.

Schlussfolgerungen: Nicotinamid verbesserte signifikant das Überleben und die Funktion von RGZ im Glaukommodell. Diese Effekte sind auf die Aktivierung molekularer Signalwege zurückzuführen, die mitochondriale Funktion, DNA-Reparaturmechanismen, Reduktion der β-Amyloid-Neurotoxizität und Neuroregeneration unterstützen.