HPETE, ein Arachidonsäure-Metabolit, induziert Apoptose in der Rattennetzhaut in vitro

Zusammenfassung

Hintergrund Apoptose ist ein genregulierter Zelltod, der bei Netzhauterkrankungen wie der Retinitis pigmentosa, der Netzhautablösung sowie der proliferativen Vitreoretinopathie eine Rolle spielt. Ein besseres Verständnis der Regulation des apoptotischen Zelltodes könnte über eine Reduktion der Zelltodrate ein Eingreifen in den Krankheitsverlauf von Netzhauterkrankungen ermöglichen. In verschiedenen anderen Zellsystemen konnte beobachtet werden, dass oxidativer Streß über oxidierte Arachidonsäure-Metabolite Apoptose auslösen kann. Studien in unserem Labor zeigten, dass weißes Fluoreszenzlicht Apoptose in den Photorezeptoren der Rattennetzhaut in vivo auslöst. Wir beobachteten zudem die Freisetzung von Arachidonsäure und die Bildung von Arachidonsäure-Metaboliten bei der Belichtung von Ratten-Netzhäuten. Daher könnte die lichtinduzierte Apoptose der Photorezeptorzellen durch Arachidonsäure oder seine Metabolite vermittelt sein.

Material und Methoden Isolierte Rattennetzhäute wurden mit und ohne Zusatz von 30 µmol 5S-Hydroxyperoxytetraensäure (5S-HPETE) für 60, 120 und 180 Minuten inkubiert. Nach der Inkubation wurden die Netzhäute licht- und elektronenmikroskopisch untersucht und die Apoptoserate in den Photorezeptoren quantifiziert.

Ergebnisse Der Arachidonsäure-Metabolit 5S-HPETE löst Apoptose in den Photorezeptoren der Rattennetzhaut in vitro aus. Es wurde ein signifikanter Anstieg der Apoptoserate während der Inkubation mit 5S-HPETE im Vergleich zur Kontrollgruppe beobachtet.

Schlußfolgerung Durch Licht freigesetzte Arachidonsäure-Metabolite stellen potentielle Botenstoffe für die Apoptose von Photorezeptoren dar.

Summary

Background Apoptosis is a gene-regulated mode of cell death which gains increasing importance in retinal pathologies such as retinitis pigmentosa, retinal detachment and pro-liverative vitreoretinopathy. A better understanding of the regulation of apoptosis could imply the means to reduce photoreceptor cell death and thereby provide therapeutic strategies to influene the time course of retinal diseases. Previous studies in our laboratory demonstrated that light induces apoptosis in the rat retina in vivo as a function of light dose. In several cell systems, oxidative stress including oxygenated metabolites of arachidonic acid (AA) was found to evoke apoptosis. We have observed a light-elicited release of AA and the subsequent formation of its metabolites in the rat retina. Therefore, AA and its metabolites appeared to be suitable candidates for the induction of apoptosis during light exposure.

Materials and methods Isolated rat retinas were incubated for 60, 120 and 180 min, respectively, with and without the addition of 30 pmol 5S-hydroperoxyeicosatetraenoic acid (5-HPETE). Retinas were then processed for light- and electron microscopy and examined for the morphological signs of apoptosis. The rate of apoptosis in the outer nuclear layer was assessed quantitatively.

Results 5S-HPETE induces apoptosis of photoreceptors in the rat retina in vitro. Quantitative analysis revealed a significant increase in the rate of apoptosis of 5S-HPETE-treated retinas when compared to untreated controls.

Conclusion Arachidonic acid metabolites released upon light exposure may represent messenger candidates for apoptosis in the retina.

Schlüsselwörter

Arachidonsäure - Lichtschaden - Apoptose - 5S-HPETE - Ratte - Netzhaut - Photorezeptor

Key words

arachidonic acid - light damage - apoptosis - 5S-HPETE - rat - retina - photoreceptors