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Hintergrund: Die intrazelluläre Anreicherung autofluoreszierender Granula (Lipofuszin LF, Melanolipofuszin MLF, Melanosomen M) in Zellen des humanen retinalen Pigmentepithels (RPE) lässt sich zeitlebens nachweisen und histologisch darstellen. Eine hochauflösende mikroskopische Darstellung einzelner Granula könnte neue Einblicke in intrazelluläre Stoffwechselvorgänge geben. In 2015 wurde für dieses Vorhaben der Dr. Werner Jackstädt Nachwuchspreis der Retinologischen Gesellschaft verliehen. Die Übersichtsarbeit soll die bislang durchgeführten Untersuchungen und Erkenntnisse zusammenfassen.

Methoden: Von humanen RPE-Spendergeweben (Makula ohne Pathologien: <51 Jahre sowie >80 Jahre; AMD Veränderungen (Früh-und Spätformen): >80 Jahre) wurden RPE-Zellen der Fovea, Perifovea und Peripherie aufgenommen: 1. hochaufgelöste Strukturierte Beleuchtung (SIM; Anregung: 488nm, Emission: >510nm); 2. spektrale konfokale Mikroskopie (Anregung: 488nm; Emission: 510-750nm). Nach der SIM-Bildrekonstruktion erfolgte die Bildprozessierung sowie eine semi-automatische Segmentierung einzelner autofluoreszierender Granulatypen. Zusätzlich wurden die verschiedenen Granula durch 3D Daten-Registrierung beider Mikroskope mit spektralen Informationen verknüpft.

Ergebnisse: Hochaufgelöste mikroskopische Aufnahmen von RPE-Zellen mittels strukturierter Beleuchtung zeigen die intrazelluläre Verteilung autofluoreszierender Granula (M finden sich vor allem apikal; MLF und L vor allem basolateral). RPE-Zellen enthalten dabei mehrere hundert Granula. Die Unterscheidung der verschiedenen Granulatypen erlaubt zudem detaillierte Aussagen zu regionalen Unterschieden: Zellen der Fovea weisen vor allem M auf, in Zellen der Perifovea und Peripherie sind vermehrt LF und MLF anzufinden. Die softwareunterstützte Segmentierung einzelner Granula ermöglicht eine 3D Übersicht, die, kombiniert mit spektraler Information, erstmals auch für einzelne Granula Emissionsspektren aufzeigen lässt.

Schlussfolgerung: Kombinationen hochauflösender Mikroskopietechniken und geeignete Analysetools erlauben die Untersuchung einzelner intrazellulärer Granula des RPEs. Dadurch lassen sich mögliche Stoffwechselwege aufzeigen, um die Entstehung, Ablagerung und Abbau/Entsorgung dieser Granula zu verstehen. Die Untersuchung AMD-veränderten Gewebes wird mögliche Unterschiede zur normalen Alterung aufzeigen und neue Biomarker definieren können. Mit Hilfe des Dr. Werner Jackstädt Nachwuchspreises der Retinologischen Gesellschaft 2015 wurden hierzu die Grundlagen für weiterführende Untersuchungen gelegt.