Μελέτη του ρόλου της σωματοστατίνης και κορτιστατίνης στον αμφιβληστροειδή και στην ισχαιμική αμφιβληστροειδοπάθεια

Abstract

The main aim of this thesis was to investigate the neuroprotective role of somatostatin (SRIF) and its analogues against retinal ischemia. The following specific objectives were posed: to study the functional role of sst1 and sst2 somatostatin receptors, to establish a retinal model of ischemia, to ascertain the neuroprotective actions of SRIF and its analogues in this model, and to elucidate the mechanism involved in the neuroprotection. The results of this thesis suggest that activation of sst2 receptors regulates cGMP levels in the rat retina by increasing NO., suggesting an important role of the sst2 receptor in the regulation of NO/cGMP signaling. In addition, we demonstrate that SRIF release is neuronally released in rat retina. This release is regulated in a negative manner by the activation of the sst1 receptor, suggesting an autoreceptor role for SRIF. These results revealed for the first time the existence of a peptide autoreceptor. The model of chemical ischemia (CI) includes the use of sodium cyanide and iodo-acetic acid, substances that mimic conditions of anoxia and hypoglycemia. Incubation of the retina for one hour in a mixture of CI (NaCN 25mM/IAA 5mM) in conditions of 5% CO2/95% air at 37°C resulted in an attenuation of the number of amacrine cells containing cholineacetyltransfarase, tyrosine hydroxylase and NO. synthase and rodbipolar cells, as determined by immunohistochemical studies. These results were confirmed by TUNEL assays depicting extensive cell death in the CI treated samples. The use of SRIF in the CI did not protect the retina. It was demonstrated with RIA studies that under the conditions of CI SRIF was strongly metabolized. The use of of the sst2 agonists BIM23014 and MK678, and cortistatin provided neuroprotection. The increase in cGMP and NO. levels after sst2 receptor activation in the retina prompted us to study the possible neuroprotective action of NO. in the model of CI. NO. donors, NONOate and SIN-1, as well as 8-Br-cGMP protected the retina from CI. The blockade of NO. synthase and soluble guanylate cyclase reversed the neuroprotective effects of BIM23014. The results of this study suggest new roles for sst2 and sst1 receptors in the retina. They support that the model of CI could be adapted to the retina and will be useful in the study of new neuroprotective targets of retinal disease. The sst2 analogues provide retinal neuroprotection via a mechanism involving the signaling pathway NO. / cGMP.

Με σκοπό τη μελέτη του νευροπροστατευτικού ρόλου της σωματοστατίνης (SRIF) και των αναλόγων της στην αμφιβληστροειδική ισχαιμία εκτελέστηκε η παρούσα διατριβή με στόχους: τη διασαφήνιση του λειτουργικού ρόλου των sst1 και sst2 σωματοστατινεργικών υποδοχέων, τη δημιουργία μοντέλου αμφιβληστροειδικής ισχαιμίας, την ταυτοποίηση της νευροπροστατευτικής δράσης της SRIF και των αναλόγων της σε αυτό, και τη μελέτη του μηχανισμού νευροπροστασίας. Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής απέδειξαν ότι η ενεργοποίηση των sst2 υποδοχέων οδηγεί στην αύξηση της cGMP στον αμφιβληστροειδή αρουραίου μέσω της αύξησης της ΝΟ.. Επίσης αποδείξαμε ότι η απελευθέρωση της SRIF στον ιστό είναι νευρωνικής φύσης και ρυθμίζεται από την ενεργοποίηση του sst1 υποδοχέα που αποτελεί τον αυτοϋποδοχέα της SRIF. Το μοντέλο της χημικής ισχαιμίας (XI) περιλαμβάνει τη χρήση κυανιούχου νατρίου και ιωδο-οξικού οξέος, ουσίες που μιμούνται συνθήκες ανοξίας και υπογλυκαιμίας. Επώαση του αμφιβληστροειδή για μία ώρα στο μίγμα της XI (NaCN 25mM/IAA οξύ 5mM) και σε 5%CO2/95%αέρα, 37οC οδήγησε σε μείωση των βραχύινων κυττάρων που περιέχουν ακετυλοτρανφεράση της χολίνης, υδροξυλάση της τυροσίνης και συνθάση της ΝΟ. καθώς και των δίπολων κύτταρων που σχετίζονται με τα ραβδιοφόρα, όπως προσδιορίστηκε με μελέτες ανοσοϊστοχημείας. Τα αποτελέσματα αυτά επιβεβαιώθηκαν και με τη χρήση της TUNEL όπου σημειώθηκε εκτεταμένος κυτταρικός θάνατος κατά τη XI. Η SRIF παρουσία της XI δεν προστάτευσε τον ιστό. Αποδείχθηκε με RIA ότι η SRIF μεταβολίζεται υπό τις συνθήκες της XI και σ’αυτό οφείλεται η έλλειψη της προστατευτικής της δράσης. Οι sst2 αγωνιστές ΒΙΜ23014 και ΜΚ678 και η κορτιστατίνη παρείχαν νευροπροστασία στον ιστό. Η αύξηση των επιπέδων cGMP και της ΝΟ. από τη SRIF στον ιστό μετά από ενεργοποίηση του sst2 υποδοχέα, μας οδήγησαν στη μελέτη της πιθανής νευροπροστατευτικής δράσης της ΝΟ. στο μοντέλο της XI. Οι δότες της ΝΟ., ΝΟΝΟate και SIN-1 αλλά και η 8-Br-cGMP προστάτεψαν τον αμφιβληστροειδή από τη XI. Η αναστολή της συνθάσης της ΝΟ. και της διαλυτής γουανυλικής κυκλάσης ανέστρεψαν την προστατευτική δράση του ΒΙΜ23014. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης υποδεικνύουν νέους ρόλους για τους υποδοχείς sst2 και sst1 στον αμφιβληστροειδή. Το μοντέλο της XI προσφέρεται για τη μελέτη νέων προστατευτικών στόχων για την αντιμετώπιση αμφιβληστροειδοπαθειών, ενώ τα sst2 ανάλογα προστατεύουν τον αμφιβληστροειδή από τη XI μέσω της εμπλοκής του σηματοδοτικού μονοπατιού ΝΟ./cGMP.