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Klin Monbl Augenheilkd 2001; 218(3): 192-196
DOI: 10.1055/s-2001-13080
EXPERIMENTELLE UND KLINISCHE STUDIE

Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Autologe subretinale Transplantation von kultivierten porzinen Irispigmentepithelzellen (IPE)[1]

Autologous subretinal transplantation of cultured porcine iris pigment epithelium (IPE)Ulrich  H. Steinhorst1, 3 , Arnim Andreae2 , Firouzeh Sistani1, 3 , Karl-Heinz Waldmann2 , Timo Kastern3 , Gerhard  F. Walter4
  • 1 Dr.-Horst-Schmidt-Kliniken, Augenklinik, Ludwig-Erhard-Straße 100, 65199 Wiesbaden (Leitung: Prof. Dr. Ulrich H. Steinhorst)
  • 2 Tierärztliche Hochschule Hannover, Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin, Bischofsholer Damm 15, 30173 Hannover (Leitung: Prof. Dr. Karl-Heinz Waldmann)
  • 3 Medizinische Hochschule Hannover, Augenklinik, Carl-Neuberg-Straße 1, 30625 Hannover (Leitung: Prof. Dr. Rolf Winter)
  • 4 Medizinische Hochschule Hannover, Abteilung für Neuropathologie, Carl-Neuberg-Straße 1, 30625 Hannover (Leitung: Prof. Dr. Dr. Gerhard F. Walter)
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Publication Date:
31 December 2001 (online)

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Zusammenfassung

Hintergrund Die subretinale Transplantation von Pigmentepithel wird als Option zur Behandlung von Pigmentblattdefekten diskutiert, welche im Verlauf einer altersabhängigen Makuladegeneration (AMD) auftreten. Verschiedene Autorengruppen berichteten, dass der Ersatz des untergegangenen retinalen Pigmentepithels (RPE) durch Transplantation den Untergang der abhängigen Photorezeptoren verhindern kann. Bei Verwendung homologer Zellen kommt es jedoch immer zu Immunreaktionen gegen das Transplantat, weshalb zunehmed über die Verwendung autologer Zellen nachgedacht wird. Wegen seiner entwicklungsgeschichtlichen Nähe zum RPE und wegen seiner leichten Gewinnbarkeit wird in letzter Zeit zunehmend mit Irispigmentepithel (IPE) experimentiert. Neuere Arbeiten konnten zeigen, dass das Irispigmentepithel Funktionen des RPEs übernehmen kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war zu klären, ob transplantierte autologe IPE-Zellen im subretinalen Raum überleben können. Darüber hinaus sollten evtl. Abwehrreaktionen des Immunsystems ausgeschlossen werden.

Material und Methoden Beim narkotisierten Schwein wurden durch periphere Iridektomie Gewebeproben entnommen. Nach Isolierung und Vermehrung des pigmentierten Irisepithels in der Kultur wurden die Zellen als Suspension unter die Netzhaut des Partnerauges des Spendertieres injiziert. Nach Ablauf von 4 Wochen wurde das Transplantatauge enukleiert und histologisch untersucht.

Ergebnisse Die histologischen Untersuchungen der enukleierten Bulbi zeigten, dass die transplantierten Zellen überlebten und mit den äußeren Segmenten der Photorezeptoren in Wechselwirkung traten. Anzeichen für eine Invasion immunkompetenter Zellen in das Transplantationsgebiet waren nicht feststellbar.

Schlussfolgerung Autologe Irispigmentepithelzellen überleben im subretinalen Raum des Spendertieres. Eine entzündliche Reaktion als Antwort auf die Transplantation wird nicht provoziert. Eine Interaktion der transplantierten Zellen mit den Photorezeptoren scheint auch in vivo stattzufinden.

Background Subretinal transplantation of pigment epithelium may be a therapeutic option for surgical treatment of age-related macular degeneration (AMD). Various experimental data have demonstrated that homologous transplantation of retinal pigment epithelium (RPE) can prevent photoreceptor deterioration. However, most investigators experienced immunogenic graft rejection when using homologous pigmented cells for grafting. Autologous cells were soon considered as an alternative for subretinal grafting. Particularly iris pigment epithelium (IPE) appeared suitable to replace homologous RPE for its embryogenetic similarity and its simple availability. Recent studies have shown, that IPE is capable of taking over functions of RPE in maintaining retinal metabolism. The purpose of this study was to evaluate if autologous IPE-cells would survive when being transplanted subretinally. In addition, immunogenic responses to the presence of “foreign” iris pigment cells needed to be excluded.

Materials and Methods Iris tissue was obtained by peripheral iridectomy in the anesthetized pig. Sheets of pigmented iris epithelium were separated from the specimens and transferred into tissue culture. After the cells had been grown to confluency, cell suspensions were injected into the subretinal space of the donor animal's fellow eye. After 4 weeks, the grafted eye was enucleated and examined histologically.

Results The histological exam revealed that the grafted cells had survived in the subretinal space. No evidence of immunogenic rejection was observed.

Conclusions Autologous IPE-cells can survive in the host's subretinal space without creating inflammatory reactions. Transplanted IPE appears to interact with photoreceptor outer segments.

Schlüsselwörter

Irispigmentepithel - RPE - Zellkultur - Retina - Transplantation - Schwein - Vitrektomie - Makuladegeneration

Key words

Iris pigment epithelium - RPE - cell culture - retina - transplantation - pigs - vitrectomy - macular degeneration

01 1 Manuskript erstmalig eingereicht am 22. 6. 00 und in der vorliegenden Form angenommen am 30. 10. 00.

Literatur

01 1 Manuskript erstmalig eingereicht am 22. 6. 00 und in der vorliegenden Form angenommen am 30. 10. 00.

  • 01 Algvere  P V, Berglin  L, Gouras  P, Sheng  Y. Transplantation of fetal retinal pigment epithelium in age-related macular degeneration with subfoveal neovascularisation.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1994;  232 707-716.
    Google Scholar
  • 02 Castillo  B V, Little  C W, Del Cerro  C, Del Cerro  M. An improved method of isolating fetal human retinal pigment epithelium.  Curr Eye Res. 1995;  19 677-683.
    Google Scholar
  • 03 Eckardt  U, Eckardt  C. Orthoptische Probleme nach Makularotation mit und ohne Muskelchirurgie.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1998;  212 212-217.
    Google Scholar
  • 04 Gabrielian  K, Oganesian  A, Patel  S C, Verp  M S, Ernest  J T. Cellualr response in rabbit eyes after human fetal RPE cell transplantation.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1999;  237 326-335.
    Google Scholar
  • 05 Gouras  P, Du  J, Gelanze  M, Kwun  R, Kjeldbye  H, Lopez  R. Transplantation of photoreceptors labeled with tritiated thymidine into RCS rats.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1991;  32 1704-1707.
    Google Scholar
  • 06 Gouras  P, Cao  H, Sheng  Y, Tanabe  T, Efremova  Y, Kjeldbye  H. Patch culturing and transfer of human fetal retinal epithelium.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1994;  232 599-607.
    Google Scholar
  • 07 He  S, Wang  H M, Ogden  T E, Ryan  S J. Transplantation of cultured human retinal pigment epithelium into the rabbit subretina.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1993;  231 737-742.
    Google Scholar
  • 08 Hogan  M J. The role of the retinal pigment epithelium in macular disease.  Trans Am Acad Ophthalmol Otolaryngol. 1972;  76 64-80.
    Google Scholar
  • 09 Lavail  M M, Linxi  L, Turner  J E, Yasumura  D. Retinal pigment epithelial cell transplantation in RCS-rats: Normal metabolism in resced photoreceptors.  Exp Eye Res. 1992;  55 555-564.
    Google Scholar
  • 10 Leibowitz  H, Krueger  D E, Maunder  L R, Milton  R C, Kini  M M, Kahn  H A, Micherson  R J, Pool  A P, Colton  T, Ganley  J P. The Framingham eye study monograph; an ophthalmological and epidemiological study of cataract, glaucoma, diabetic retinopathy, macular degeneration, and visual acuity in a general population of 2631 adults, 1973 - 1975.  Surv Ophthalmol (Suppl). 1980;  24 335-610.
    PubMedGoogle Scholar
  • 11 Lopez  R, Gouras  P, Brittis  M, Kjeldbye  H. Transplantation of cultured rabbit retinal pigment epithelium to rabbit retina using a closed-eye method.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1987;  28 1131-1137.
    PubMedGoogle Scholar
  • 12 Lopez  R, Gouras  P, Kjeldbye  H, Sullivan  B, Reppucci  V, Brittis  M, Wapner  F, Goluboff  E. Transplanted retinal pigment epithelium modifies the retinal degeneration in the RCS rat.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1989;  30 586-588.
    PubMedGoogle Scholar
  • 13 Machemer  R, Steinhorst  U H. Retinal separation, retinotomy, and macular relocation: I. Experimental studies in the rabbit eye.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1993;  231 629-634.
    PubMedGoogle Scholar
  • 14 Machemer  R, Steinhorst  U H. Retinal separation, retinotomy, and macular relocation: II. A surgical approach for age-related macular degeneration?.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1993;  231 635-641.
    PubMedGoogle Scholar
  • 15 Peyman  G A, Blinder  K J, Paris  C L, Alturki  W, Nelson  N C, Desai  U. A technique for retinal pigment epithelium transplantation for age-related macular degeneration secondary to extensive subfoveal scarring.  Ophthalmic Surgery. 1991;  22 102-108.
    PubMedGoogle Scholar
  • 16 Rezai  K A, Kohen  L, Wiedemann  P, Heimann  K. Iris pigment epithelium transplantation.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1997;  235 558-562.
    PubMedGoogle Scholar
  • 17 Rezai  K A, Lappas  A, Farrokh-Siar  L, Kohen  L, Wiedemann  P, Heimann  K. Iris pigment epithelial cells of long evans rats demonstrate phagocytotic activity.  Exp Eye Res. 1997;  65 23-299.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 18 Richard  G, Weckerle  P. Transplantation von Netzhaut-Bestand teilen.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1995;  206 71-77.
    PubMedGoogle Scholar
  • 19 Schraermeyer  U, Enzmann  V, Kohen  L, Addicks  K, Wiedemann  P, Heimann  K. Porcine iris pigment epithelial cells can take up retinal outer segments.  Exp Eye Res. 1997;  65 277-287.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 20 Seaton  A D, Turner  J E. RPE transplants stabilize retinal vasculature and prevent neovascularization in the RCS rat.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1992;  33 83-91.
    PubMedGoogle Scholar
  • 21 Seiler  M J, Aramant  R B. Intact sheets of fetal retina transplanted to restore damaged rat retinas.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998;  39 2121-2131.
    PubMedGoogle Scholar
  • 22 Sheng  Y, Gouras  P, Cao  H, Berglin  L, Kjeldbye  H, Lopez  R, Rosskothen  H. Patch transplants of human fetal retinal pigment epithelium in rabbit and monkey retina.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1995;  36 381-390.
    PubMedGoogle Scholar
  • 23 Thomas  M H, Dickinson  J D, Melberg  N S, Ibanez  H E, Dhaliwal  R S. Visual results after surgical removal of subfoveal neovascular membranes.  Ophthalmology. 1994;  101 1384-1396.
    PubMedGoogle Scholar
  • 24 Thumann  G, Bartz-Schmidt  K U, Heimann  K, Schraermeyer  U. Phagocytosis of rod outer segments by human iris pigment epithelial cell in vitro.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1998;  236 753-757.
    PubMedGoogle Scholar
  • 25 Valtink  M, Ventura  A S, Bednarz  J, Richard  G. Transplantation von HLA-typisierten, kryokonservierten humanen adulten retinalen Pigmentepithelzellen aus einer Zellbank.  Ophthalmologe. 1998;  95 S13-33.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 26 Wolf  S, Lappas  A, Weinberger  A WA, Kirchhof  B. Macular translocation for surgical management of subfoveal choroidal neovascularizations in patients with AMD: first results.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1999;  237 51-57.
    PubMedGoogle Scholar
  • 27 Wongpichedchai  S, Weiter  J J, Weber  P, Dorey  C K. Comparison of external and internal approaches for transplantation of autologous retinal pigment epithelium.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1992;  33 3341-3352.
    PubMedGoogle Scholar
  • 28 Yamaguchi  K, Yamaguchi  K, Young  R, Gaur  V, Greven  C, Slusher  M, Turner  J. Vitreoretinal surgical technique for transplantating retinal pigment epithelium in rabbit retina.  Jpn J Ophthalmol. 1992;  36 142-150.
    PubMedGoogle Scholar
  • 29 Yamaguchi  K, Yamaguchi  K, Gaur  V P, Turner  J. Retinal pigment epithelial cell transplantation into aging retina: a possible approach to delay age-related cell death.  Jpn J Ophthalmol. 1993;  37 16-27.
    PubMedGoogle Scholar
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