Interaktion von TLR-3 stimuliertem retinalen Pigmentepithel und retinaler Mikroglia vor dem Hintergrund der altersabhängigen Makuladegeneration

Hamann, Timothy

Die altersabhängige Makuladegeneration (AMD) ist Hauptursache für schwere Sehstörungen in der westlichen Welt. Im Fokus dieser Arbeit steht die noch unklare Interaktion TLR-3 aktivierten retinalen Pigmentepithels (RPE) und retinaler Mikroglia,die für die Pathogenese der AMD und viraler Infektionen mitverantwortlich gemacht wird.Das Expressionsmuster ausgewählter Zytokine und Enzyme wurde mittels real-time RT-PCR offengelegt.Das RPE als Teil der Blut-Retina-Schranke fungiert als Schnittstelle zwischen der Aderhaut und der immunprivilegierten Retina.Die retinale Mikroglia ist die gewebeständige Abwehrzelle.Der TLR-3 ist Teil des angeborenen Immunsystems.Mit viraler doppelsträngiger RNA (dsRNA) als Ligand dient er der Virusabwehr. Wir etablierten eine Zellkultur retinaler Mikroglia. Zum Mikroglianachweis dienten Immunfärbungen mit Iba-1.Unsere Experimente zeigen, dass durch polyinosinic polycitidylic acid (Poly I:C – synthetische dsRNA) TLR-3 stimulierte retinale Mikroglia mit einer konzentrationsabhängigen Induktion der proinflammatorischen Zytokine IL-1β, IL-6,TNF-α und der Enzyme COX-2,iNOS reagiert. Die Interaktion TLR-3 stimulierten RPEs und retinaler Mikroglia ergab eine Expressionssteigerung von IL-1β, IL-6 und COX-2 gegenüber der mit identischer Poly I:C-Konzentration behandelten Kontrollgruppe retinaler Mikroglia. Wir detektierten eine Reduktion der Expression für iNOS, sowie ein erhöhtes Expressionsniveau für das antiinflammatorische Zytokin IL-10. Wir beobachteten eine Induktion von COX-2 und IL-1β bei gleichzeitiger Reduktion der Expression von iNOS– entsprechend einer Entzündungsreaktion mit gleichzeitiger Limitation der Neurotoxizität. Eine Aktivierung des RPEs könnte einen feed-forward Mechanismus vermittelt durch lösliche Fakoren, wie Zytokine auslösen,die retinale Mikroglia aktivieren und die beobachtete Immunantwort induzieren, deren Modulation ein Schritt vorwärts in der Therapie der AMD, aber auch akuter Prozesse, wie viraler Infektionen darstellt.

Age-related macular degeneration (AMD) is the main reason for severe visual impairment in the western world.The focus of this exploration was on the then to be defined interaction of TLR-3 stimulated retinal pigment epithelium (RPE) and retinal microglia which appears to be an immanent element of AMD and viral infections.A cluster of cytokines and enzymes was tested in real-time RT-PCR in order to map the reactions.The RPE works as an interface between the choroid and the immune privileged retina.Retinal microglia is the resident immune cell of the retina.The toll-like 3 receptor (TLR-3) is part of the innate immune system with viral double stranded RNA (dsRNA) as its ligand.We established a cell culture of retinal microglia.For cell identification immunocytochemical staining with Iba-1 was conducted.Our experiments show that retinal microglia that has been stimulated with polyinosinic polycitidylic acid(Poly I:C-synthetic dsRNA)via TLR-3 reacts with a concentration dependent induction of the proinflammatory cytokines IL-1β, IL-6, TNF-α and of the enzymes COX-2 and iNOS.With focus on the interaction of TLR-3 stimulated RPE and retinal microglia we found an increase in the expression of IL-1β, IL-6, COX-2 and in basal stimulation,of the antiinflammtory IL-10 in retinal microglia that has been treated with supernatant of TLR-3 stimulated RPE in comparison to the control group of retinal microglia that had solely been treated with equal concentrations of Poly I:C.We observed an induction of the expression of COX-2 and IL-1β accompanied by a reduction of iNOS correlating to an inflammatory reaction chaperoned by a limitation of neurotoxicity.An activation of the RPE might induce a feed-forward mechanism via soluble factors like cytokines from RPE to retinal microglia resulting in the observed immune response.A modulation of the immune reaction of RPE and retinal microglia appears to be a step ahead in the therapy of AMD but also of acute processes like viral infections.

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Hamann, Timothy: Interaktion von TLR-3 stimuliertem retinalen Pigmentepithel und retinaler Mikroglia vor dem Hintergrund der altersabhängigen Makuladegeneration. 2017.

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