gms | German Medical Science

Hintergrund: Überschießende endotheliale Zellproliferation repräsentiert einen wichtigen Pathomechanismus in vasoproliferativen Netzhauterkrankungen. Der Ansatz, endotheliale Zellproliferation über die Modulation wichtiger Zellzyklus-Regulatoren einzudämmen ohne Visus-limitierende Nebeneffekte auf andere Zelltypen der Netzhaut auszuüben, ist von großer therapeutischer Bedeutung. microRNA-34a-5p (miR-34a-5p) ist ein potenter Regulator von Zellproliferation und Apoptose. In dieser Studie untersuchten wir den Effekt von intravitreal applizierter miR-34a im Maus-Modell der Sauerstoff-induzierten Retinopathie (OIR). Zur mechanistisch Aufarbeitung betrachteten wir, wie miR-34a endotheliale Zellproliferation in vitro reguliert.

Methoden: Funktionale in vitro Versuche, wie der Tube Formation Assay und dem Spheroid-Sprouting Assay, wurden genutzt, um den Effekt von miR-34a auf humane Nabelschnur-Endothelzellen (HUVECs) zu untersuchen. PCR-Arrays und qPCR Analysen dienten zur Identifizierung von Zielgenen, deren Expression durch miR-34a moduliert wird. In vivo wurden Mäuse imOIR-Modell postnatal von Tag 7 (P7) bis P12 einer 75%igen Sauerstoff-Atmosphäre ausgesetzt und danach wieder in Raumluft überführt. miR-34a oder Fluoreszenz-markierte miR-34a wurden an OIR P12 intravitreal injiziert. Die avaskuläre Fläche (VO) sowie die Fläche pathologischer Neovaskularisierung (NV) wurden darauffolgend an OIR P17 bestimmt. Ein Elektroretingramm (ERG) wurde 6 Wochen nach intravitrealer Injektion durchgeführt.

Ergebnisse: Intravitreale Injektionen von miR-34a an OIR P12 minderten signifikant die Fläche pre-retinaler Neovaskularisation an OIR P17. ERG-Untersuchungen ergaben keinen Hinweis auf retinotoxische Nebeneffekte in miR-34a behandelten Augen 6 Wochen nach Behandlung. Fluoreszenz-markierte miR-34a konnte nach intravitrealer Injektion entlang vaskulärer Endothelzellen lokalisiert werden. In vitro Versuche zeigten, dass miR-34a endotheliale Gefäßbildung und Gefäßsprossung inhibierte. Dieser antiproliferative Effekt ging mit einer Minderexpression von Cyclin E2 (CCNE2), Cyclin-dependent kinase 4 and 6 (CDK 4 and 6) einher.

Schlussfolgerungen: Unsere Daten zeigen, dass miR-34a potent die Entstehung pre-retinaler Neovaskularisation hemmt ohne retinotoxische Nebeneffekte hervorzurufen. Ergebnisse aus den in vitro Versuchen deuten darauf hin, dass miR-34a endotheliale Zellproliferation über die Modulation wichtiger Zellzyklus-Regulatoren wie CCNE2, CDK4 und CDK6 beeinflusst. miR-34a besitzt daher therapeutisches Potential zur Behandlung vasoproliferativer Netzhautveränderungen.