Diabetologie und Stoffwechsel 2013; 8 - P109
DOI: 10.1055/s-0033-1341769

Retinopathie in diabetischen Ratten nach langanhaltender Hyperglykämie ist assoziert mit Änderungen in spezifischen Wachstumsfaktoren aber nicht mit Entzündungsmarkern

P Wohlfart 1, J Lin 2, A Kannt 1, R Elvert 1, K Breitschopf 1, A Herling 1, HP Hammes 2
  • 1Sanofi, Frankfurt, Germany
  • 2Universitätsmedizin Mannheim, Mannheim, Germany

Obese Zucker-diabetic-fatty (ZDF) Ratten entwickeln einen Type-2 Diabetes Phänotyp mit initialer Hyperinsulinämie und langanhaltender Hyperglykämie. Typische mikrovaskuläre Spätschäden sind in diesem Modell experimentell gut belegbar. Fragestellung unserer Studie war, mit welchen molekukaren Veränderungen die experimentell noch weniger charaktieriserte Retinopathie in diesem Modell einhergeht.

Morphologische Veränderungen in der Netzhaut über quantitative Morphometrie und Expression einer größeren Auswahl von Genen wurde dazu in männlichen Ratten in zwei unterschiedlichen Genotypen, obesen gegenüber normgewichtigen ZDF Ratten, untersucht, jeweils mit einer Gruppengröße von 8 Tieren pro Gruppe. Bei den Genexpressionsmessungen wurde eine spezielle Echtzeit-PCR Methodik verwendet, in denen über sogenannte "micro fluidic cards" 45 ausgewählte Gene parallel direkt miteinander quantitativ verglichen wurden.

Im Alter von 3 Lebensmonaten hatten obese Tiere gegenüber den schlankeren Tieren nicht nur überproportional an Gewicht zugelegt, sondern auch eine stabile Hyperglykämie entwickelt (20,7 ± 1,3 mmol/L Plasmaglukose gegenüber 6,5 ± 0,1 mmol/L in schlanken Ratten). Eine Hyperinsulinämie war initial in den obesen Ratten nach 2 Lebensmonaten messbar (10,5 ± 0,7 µg/L Plasmainsulin versus 0,2 ± 0,04 µg/L in schlanken Ratten), danach aber aufgrund einer zunehmenden Pankreasdefizienz nur noch abgeschwächt (3,9 ± 0,6 µg/ml versus 0,5 ± 0,09 µg/ml). Im Lebensalter von 8 Monaten wurden alle Tiere getötet und Retinopathie und Genexpression erfasst. Die Anzahl der azellulären Blutkapillaren in der Netzhaut war in den diabetischen gegenüber den nicht-diabetischen Ratten erhöht (24 ± 5/mm2 gegenüber 15 ± 4/mm2) einhergehend mit einem Verlust an Perizyten(1620 ± 243/mm2 versus 2270 ± 250/mm2) Inflammatorische Gene fanden sich entweder nicht exprimiert oder falls doch, nur auf niedrigem Expressionsniveau und dann nicht unterschiedlich reguliert. Die stärkste Expression in den Netzhäuten war für VEGFa, MIF, and HIF-1α nachweisbar, allerdings ohne Unterschiede zwischen den metabolischen Subklassen. FGF2 (bFGF) und Plazentaler Wachstumsfaktor (PGF) dagegen waren in den diabetischen Tieren signifikant hochreguliert (5,4x für FGF2 and 2,6x für PGF).

Wir schließen, dass sich in the obesen ZDF Ratten typische Eigenschaften einer Retinopathie als Folge langhaltender Typ-2 ähnlicher Hyperglykämie ausprägen. Molekular spielen inflammatorische Signalwege dabei keine Rolle, sondern eher Wachstumsfaktoren jenseits des viel diskutierten VEGF. Dieses präklinisch Modell eignet sich prinzipiell zur weiteren Identifizierung und Valdierung molekularer Grundlagen bei Typ-2 induzierte Retinopathie.