Intravitreal injections in mice as a technique to induce unilateral photoreceptor degeneration in comparison to the genetic model of the rd10 mouse

Genetisch bedingte, unheilbare Netzhauterkrankungen wie Retinitis Pigmentosa (RP) führen zu einer Degeneration der Photorezeptoren und somit final zur Erblindung. Aufgrund ihres häufigen Vorkommens sind sie zunehmend Thema neuer Forschungsansätze auf der Suche nach effektiven Therapiemöglichkeiten. Um sowohl diese neuen therapeutischen Ansätze testen zu können, aber auch um die pathohistologischen Vorgänge besser verstehen zu können, sind Tiermodelle unverzichtbar, die vergleichbare Veränderungen aufweisen. Genetisch veränderte Tiermodelle in Nagern, die die Verhältnisse wie bei RP widerspiegeln, sind verfügbar und erlauben eine Charakterisierung der selektiven Photorezeptordegeneration und die Evaluierung der Auswirkungen auf die verbleibenden, intakten inneren Zellen der Netzhaut. Für das Austesten von Sehprothesen, die eine visuelle Funktion ansatzweise wiederherstellen sollen, oder aber für vergleichbare chirurgische therapeutische Ansätze, sind die Augen dieser Tierspezies zu klein. Man würde hierzu Tierarten benötigen, wie z.B. das Kaninchen, die Katze oder das Schwein, die größere Augen besitzen. Genetisch veränderte Tiermodelle dieser Tierarten mit einer gleichartigen Erblindung sind jedoch sehr schwer zu beziehen, sehr teuer und zeigen eine nur sehr langsame Photorezeptordegeneration. Allerdings kann eine Photorezeptordegeneration auch durch eine systemische Verabreichung von pharmakologischen Wirkstoffen erreicht werden, wie z.B. mit Jodessigsäure (Iodoacetic Acid, IAA) oder n-Methyl-n-Nitrosoharnstoff (N-methyl-N-nitrosourea, MNU). Die systemische Gabe beider Substanzen führt jedoch zu starken Beeinträchtigungen der Tiergesundheit und des Wohlbefindens. Um die gleichen netzhautspezifischen Veränderungen zu induzieren, ohne jedoch das Allgemeinwohl des Tieres zu beeinflussen, wurde in den dargestellten Experimenten IAA und MNU mit der in diesem Zusammenhang „neuen“ Methode der intravitrealen Injektion verabreicht. Als Tierspezies wurde die Maus gewählt, da hier das genetische Modell der rd10 Maus mit der erwünschten Form der Photorezeptordegeneration als Vergleich herangezogen werden konnte. Zuerst wurde die Netzhautdegeneration in der rd10 Maus mittels ERG, OCT und die Histologie (Immunhistochemie und HE-Färbungen) im Vergleich zu der gesunden Wildtyp Maus beobachtet und dargestellt. Anschließend wurden die Effekte durch die systemische und intravitreale Applikation beider Substanzen analysiert. Zwar führte die systemische Applikation als Positiv-Kontrolle wie erwartet zu einer äußeren Netzhautdegeneration, war jedoch mit einer starken Beeinflussung des Tierwohls oder sogar Mortalität (im Fall von IAA) verbunden. Die unter Anästhesie durchgeführte unilaterale intravitreale Injektion beider Substanzen führte zu keiner Reduktion des Tierwohls und zu keinerlei Effekten im zweiten, unbehandelten Auge. Intravitreal verabreichtes IAA führte in erster Linie zu einer Katarakt und zu Entzündungsreaktionen im Auge. Zwar war nach der Injektion die Netzhautdicke reduziert, dies basierte jedoch vor allem auf einer Reduktion der inneren Netzhautschichten. Die intravitreale Injektion von MNU führte zu einer Photorezeptordegeneration vergleichbar mit der systemischen Applikation oder dem genetischen Modell. Damit lässt sich schlussfolgern, dass die intravitreale Injektion von MNU ein gutes und notwendiges Modell der induzierbaren Photorezeptordegeneration darstellt, in dem das allgemeine Wohl der Versuchstiere nicht negativ beeinflusst und das kontralaterale Auge erhalten wird und somit als intraindividuelles Kontrollauge dienen kann. Eine plötzliche, komplette Erblindung nach Applikation wird somit vermieden.