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Hintergrund: Die proliferative diabetische Retinopathie (PDR) geht mit der Ausbildung von retinalen Neovaskularisationen einher, die zu einer traktiven Netzhautablösung und zur Glaskörperblutung führen können. In dieser Studie wurde zum ersten Mal das Transkriptom von diabetischen Glaskörpermakrophagen, den sogenannten Hyalozyten, charakterisiert, um Hinweise auf ihre biologische Funktion zu gewinnen.

Methoden: Es wurden insgesamt 34 Patienten eingeschlossen, die mittels Vitrektomie bei PDR (n=12) und epiretinaler Gliose oder Makulaforamen (n=22, Kontrollpatienten) versorgt wurden. Die vitrealen Hyalozyten von PDR- und Kontrollpatienten wurden mittels Durchflusszytometrie isoliert und deren RNA extrahiert. Nach RNA-Sequenzierung der Proben wurden die differenziell exprimierten Gene (DEG) und deren Anreicherung in bestimmten biologischen Prozessen (Gene Ontology [GO] enrichment) bioinformatisch analysiert. Zuletzt wurden Multiplex-Zytokinanalysen durchgeführt, um die Expression von 54 Faktoren im diabetischen und Kontrollglaskörper zu vergleichen.

Ergebnisse: Diabetische Hyalozyten wiesen insgesamt 255 hoch- und 400 herunterregulierte DEG im Vergleich zu Hyalozyten der Kontrollpatienten auf. Dabei zeichnete sich die transkriptionelle Signatur von diabetischen Hyalozyten vor allem durch die Anreicherung von Faktoren aus, die an immunologischen GO-Prozessen wie „Chemotaxis“ (z.B. LGMN, Legumain, und EDNRB, Endothelin Receptor Type B), „Leukozytenmigration“ (z.B. S1PR1, Sphingosine-1-Phosphatase Receptor 1, und MMP9, Matrix Metallopeptidase 9) und „T-Zellaktivierung“ (z.B. CLC, Charcot-Leyden Crystal Galectin) beteiligt sind. Zudem exprimierten diabetische Hyalozyten pro-inflammatorische, angiogene DEG, wie z.B. IL6, Interleukin 6, welches auch auf Proteinebene im diabetischen Glaskörper im Vergleich zur Kontrolle deutlich erhöht war. Weiterhin zählten laut unserer Analyse HMOX1, Hämoxygenase-1, BLVRA und BLVRB, Biliverdin-Reduktasen, die Schlüsselfunktionen im Rahmen des Hämoglobinkatabolismus übernehmen, zu den prominentesten Faktoren in Glaskörpermakrophagen von PDR-Patienten.

Schlussfolgerungen: Unsere Analyse charakterisiert erstmals das Transkriptom von diabetischen Hyalozyten und weist darauf hin, dass Hyalozyten am Krankheitsprozess der PDR beteiligt sind, indem sie aktiv zum pro-inflammatorischen Glaskörpermilieu und zur Expression von angiogenen Faktoren, wie z.B. IL6, beitragen. Weiterhin scheinen vitreale Hyalozyten an der Erythrophagozytose im diabetischen Glaskörper beteiligt zu sein, was potentielle therapeutische Möglichkeiten aufdeckt.