Sự bảo vệ của sự kết hợp NGF/anti-VEGF đối với các tế bào võng mạc RCS và các tế bào cảm quang đã trải qua tình trạng viêm đáng kể tại chỗ

Springer Science and Business Media LLC - Tập 255 - Trang 567-574 - 2016
Maria Luisa Rocco1, Bijorn Omar Balzamino2, Graziana Esposito2, Carla Petrella1, Luigi Aloe1, Alessandra Micera2
1Institute of Cell Biology and Neurobiology, CNR, Rome, Italy
2Research Laboratories in Ophthalmology, IRCCS-G.B. Bietti Foundation, Rome, Italy

Tóm tắt

Nghiên cứu trước đây của chúng tôi đã nhấn mạnh tác động tiềm năng của yếu tố tăng trưởng thần kinh (NGF) đối với các tế bào cảm quang bị tổn thương từ mô hình chuột thí nghiệm mắc bệnh tận sinh (Retinitis Pigmentosa - RP). Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thử nghiệm tác động kết hợp của NGF và yếu tố tăng trưởng nội mạch mạch máu (αVEGF) trên các tế bào võng mạc nuôi cấy tách biệt từ chuột Royal College of Surgeons (RCS) đã nhận tiêm nội khoa VEGF (iv-VEGF) để làm trầm trọng thêm tình trạng viêm/mạch máu mới của võng mạc. Các chuột RCS (n = 75) được chia thành ba nhóm điều trị: không điều trị (n = 25), iv-saline (tiêm nội khoa dung dịch muối sinh lý đơn lẻ; n = 25) và iv-VEGF (tiêm nội khoa VEGF đơn lẻ; n = 25). Phân tích hình thái và sinh hóa, cũng như các kích thích trong ống nghiệm với điều tra sinh phân tử đã được thực hiện trên võng mạc được cắt ghép. Các tế bào võng mạc tách biệt đã được điều trị bằng NGF và αVEGF, hoặc riêng lẻ hoặc kết hợp, trong 6 ngày và các tế bào đã được thu hoạch để phân tích hình thái và sinh phân tử. Các tế bào viêm xâm lấn đã được phát hiện trong võng mạc RCS tiếp xúc với iv-VEGF, cho thấy tình trạng viêm và mạch máu mới đã bị trầm trọng thêm. Trong các tế bào nuôi cấy, NGF/αVEGF đã làm tăng đáng kể sự sống sót của các tế bào võng mạc cũng như biểu hiện rhodopsin và sự phát triển của sợi nhánh trong các tế bào cảm quang. Đặc biệt, NGF/αVEGF đã tăng cường mRNA Bcl-2, giảm mRNA Bax, tăng cường mRNA trkANGFR và cuối cùng làm tăng cả mRNA và protein NGF. Nhữn dữ liệu này xác nhận và mở rộng các phát hiện trước đây của chúng tôi về sự giao tiếp giữa NGF và tế bào cảm quang, nhấn mạnh rằng sự kết hợp NGF/αVEGF có thể là một cách tiếp cận thú vị để cải thiện sự bảo vệ thần kinh của các tế bào võng mạc RCS và cũng như các tế bào cảm quang trong sự hiện diện của mạch máu mới. Cần có thêm nghiên cứu để chuyển dịch cách tiếp cận trong ống nghiệm này thành thực hành lâm sàng.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Aloe L, Rocco ML, Balzamino BO, Micera A (2015) Nerve growth factor: a focus on neuroscience and therapy. Curr Neuropharmacol 13(3):294–303 Witmer AN, Vrensen GF, Van Noorden CJ, Schlingemann RO (2003) Vascular endothelial growth factors and angiogenesis in eye disease. Prog Retin Eye Res 22(1):1–29 Okabe K, Kobayashi S, Yamada T et al (2014) Neurons limit angiogenesis by titrating VEGF in retina. Cell 159(3):584–596 Rocco ML, Balzamino BO, Petrocchi Passeri P, Micera A, Aloe L (2015) Effect of purified murine NGF on isolated photoreceptors of a rodent developing retinitis pigmentosa. PLoS One 10(4), e0124810 Balzamino BO, Biamonte F, Esposito G, Marino R, Fanelli F, Keller F, Micera A (2014) Characterization of NGF, trkA (NGFR), and p75 (NTR) in retina of mice lacking reelin glycoprotein. Int J Cell Biol 2014:725928 Lambiase A, Aloe L, Mantelli F et al (2012) Capsaicin-induced corneal sensory denervation and healing impairment are reversed by NGF treatment. Invest Ophthalmol Vis Sci 53(13):8280–8287 Micera A, Lambiase A, Stampachiacchiere B et al (2007) Nerve growth factor has a modulatory role on human primary fibroblast cultures derived from vernal keratoconjunctivitis-affected conjunctiva. Mol Vis 13:981–987 Wang H, Wang R, Thrimawithana T, Little PJ, Xu J, Feng ZP, Zheng W (2014) The nerve growth factor signaling and its potential as therapeutic target for glaucoma. Biomed Res Int 2014:759473 Balzamino BO, Esposito G, Marino R, Keller F, Micera A (2015) NGF expression in reelin-deprived retinal cells: a potential neuroprotective effect. Neuromol Med 17(3):314–325 Lambiase A, Tirassa P, Micera A, Aloe L, Bonini S (2005) Pharmacokinetics of conjunctivally applied nerve growth factor in the retina and optic nerve of adult rats. Invest Ophthalmol Vis Sci 46(10):3800–3806 Tomita H, Ishiguro S, Abe T, Tamai M (1998) Increased expression of low-affinity NGF receptor in rat retinal Müller cells after ischemia and reperfusion. Cell Struct Funct 23(4):201–207 Siliprandi R, Canella R, Carmignoto G (1993) Nerve growth factor promotes functional recovery of retinal ganglion cells after ischemia. Invest Ophthalmol Vis Sci 34(12):3232–3245 Rudzinski M, Wong TP, Saragovi HU (2004) Changes in retinal expression of neurotrophins and neurotrophin receptors induced by ocular hypertension. J Neurobiol 58(3):341–354 Mantelli F, Lambiase A, Colafrancesco V, Rocco ML, Macchi I, Aloe L (2014) NGF and VEGF effects on retinal ganglion cell fate: new evidence from an animal model of diabetes. Eur J Ophthalmol 24(2):247–253 Roberti G, Mantelli F, Macchi I, Massaro-Giordano M, Centofanti M (2014) Nerve growth factor modulation of retinal ganglion cell physiology. J Cell Physiol 229(9):1130–1133 Lambiase A, Aloe L, Centofanti M et al (2009) Experimental and clinical evidence of neuroprotection by nerve growth factor eye drops: Implications for glaucoma. Proc Natl Acad Sci U S A 106(32):13469–13474 Coassin M, Lambiase A, Sposato V, Micera A, Bonini S, Aloe L (2008) Retinal p75 and bax overexpression is associated with retinal ganglion cells apoptosis in a rat model of glaucoma. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 246(12):1743–1749 Sposato V, Bucci MG, Coassin M, Russo MA, Lambiase A, Aloe L (2008) Reduced NGF level and TrkA protein and TrkA gene expression in the optic nerve of rats with experimentally induced glaucoma. Neurosci Lett 446(1):20–24 Colafrancesco V, Parisi V, Sposato V et al (2011) Ocular application of nerve growth factor protects degenerating retinal ganglion cells in a rat model of glaucoma. J Glaucoma 20(2):100–108 Sondell M, Lundborg G, Kanje M (1999) Vascular endothelial growth factor has neurotrophic activity and stimulates axonal outgrowth, enhancing cell survival and Schwann cell proliferation in the peripheral nervous system. J Neurosci 19(14):5731–5740 Nishijima K, Ng YS, Zhong L et al (2007) Vascular endothelial growth factor-A is a survival factor for retinal neurons and a critical neuroprotectant during the adaptive response to ischemic injury. Am J Pathol 171(1):53–67 Falk T, Zhang S, Sherman SJ (2009) Vascular endothelial growth factor B (VEGF-B) is up-regulated and exogenous VEGF-B is neuroprotective in a culture model of Parkinson’s disease. Mol Neurodegener 4:49 Campochiaro PA (2004) Ocular neovascularisation and excessive vascular permeability. Expert Opin Biol Ther 4(9):1395–1402 Miller JW (2016) VEGF: from discovery to therapy: the champalimaud award lecture. Transl Vis Sci Technol 5(2):9, eCollection 2016 Cacciamani A, Parravano M, Scarinci F, Esposito G, Varano M, Micera A (2015) A simple spontaneous vitreal reflux collecting procedure during intravitreal injection: set-up and validation studies. Curr Eye Res 2015:1–6 Kurihara T, Westenskow PD, Friedlander M (2014) Hypoxia-inducible factor (HIF)/vascular endothelial growth factor (VEGF) signaling in the retina. Adv Exp Med Biol 801:275–281 Wang J, He C, Zhou T, Huang Z, Zhou L, Liu X (2016) NGF increases VEGF expression and promotes cell proliferation via ERK1/2 and AKT signaling in Müller cells. Mol Vis 22:254–263, eCollection 2016 Sornelli F, Lambiase A, Mantelli F, Aloe L (2010) NGF and NGF-receptor expression of cultured immortalized human corneal endothelial cells. Mol Vis 16:1439–1447 Malik A, Sood S, Narang S (2010) Successful treatment of choroidal neovascular membrane in retinitis pigmentosa with intravitreal bevacizumab. Int Ophthalmol 30(4):425–428 Yoshida N, Ikeda Y, Notomi S et al (2013) Clinical evidence of sustained chronic inflammatory reaction in retinitis pigmentosa. Ophthalmology 120:100–105 Chung H, Hwang JU, Kim JG, Yoon YH (2006) Optical coherence tomography in the diagnosis and monitoring of cystoid macular edema in patients with retinitis pigmentosa. Retina 26:922–927 Melo GB, Farah ME, Aggio FB (2007) Intravitreal injection of bevacizumab for cystoid macular edema in retinitis pigmentosa. Acta Ophthalmol Scand 85:461–463 Li Z, Wang J, Gao F et al (2016) Human adipose-derived stem cells delay retinal degeneration in royal college of surgeons rats through anti-apoptotic and VEGF-mediated neuroprotective effects. Curr Mol Med 16(6):553–566 Salom D, Diaz-Llopis M, García-Delpech S, Udaondo P, Sancho-Tello M, Romero FJ (2008) Aqueous humor levels of vascular endothelial growth factor in retinitis pigmentosa. Invest Ophthalmol Vis Sci 49(8):3499–3502 Lenzi L, Coassin M, Lambiase A, Bonini S, Amendola T, Aloe L (2005) Effect of exogenous administration of nerve growth factor in the retina of rats with inherited retinitis pigmentosa. Vis Res 45(12):1491–1500 Lambiase A, Mantelli F, Sacchetti M, Rossi S, Aloe L, Bonini S (2011) Clinical applications of NGF in ocular diseases. Arch Ital Biol 149(2):283–292 Falsini B, Iarossi G, Chiaretti A et al (2016) NGF eye-drops topical administration in patients with retinitis pigmentosa, a pilot study. J Transl Med 14(1):8 Yuzbasioglu E, Artunay O, Rasier R, Sengul A, Bahcecioglu H (2009) Intravitreal bevacizumab (Avastin) injection in retinitis pigmentosa. Curr Eye Res 34(3):231–237 Yoshida N, Ikeda Y, Notomi S et al (2013) Laboratory evidence of sustained chronic inflammatory reaction in retinitis pigmentosa. Ophthalmology 120(1):e5–e12 Uliss AE, Gregor ZJ, Bird AC (1986) Retinitis pigmentosa and retinal neovascularization. Ophthalmology 93:1599–1603 Bocchini V, Angeletti PU (1969) The nerve growth factor: purification as a 30,000-molecular-weight protein. Proc Natl Acad Sci U S A 64(2):787–794 Lambiase A, Centofanti M, Micera A et al (1997) Nerve growth factor (NGF) reduces and NGF antibody exacerbates retinal damage induced in rabbit by experimental ocular hypertension. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 235(12):780–785 Aloe L, Fiore M, Santucci D et al (2001) Effect of hypergravity on the mouse basal expression of NGF and BDNF in the retina, visual cortex and geniculate nucleus: correlative aspects with NPY immunoreactivity. Neurosci Lett 302(1):29–32 Lambiase A, Coassin M, Costa N et al (2008) Topical treatment with nerve growth factor in an animal model of herpetic keratitis. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 246(1):121–127 Liu Y, Yang X, Utheim TP et al (2013) Correlation of cytokine levels and microglial cell infiltration during retinal degeneration in RCS rats. PLoS One 8(12), e82061 Zhang T, Wei Y, Jiang X, Li J, Qiu S, Zhang S (2015) Protection of photoreceptors by intravitreal injection of the Y-27632 Rho-associated protein kinase inhibitor in royal college of surgeons rats. Mol Med Rep 12(3):3655–3661 Nickells RW, Zack DJ (1996) Apoptosis in ocular disease: a molecular overview. Ophthalmic Genet 17(4):145–165 Cuenca N, Fernández-Sánchez L, Campello L et al (2014) Cellular responses following retinal injuries and therapeutic approaches for neurodegenerative diseases. Prog Retin Eye Res 43:17–75 Micera A, Vigneti E, Pickholtz D et al (2001) Nerve growth factor displays stimulatory effects on human skin and lung fibroblasts, demonstrating a direct role for this factor in tissue repair. Proc Natl Acad Sci U S A 98(11):6162–6167 Fink DM, Connor AL, Kelley PM, Steele MM, Hollingsworth MA, Tempero RM (2014) Nerve growth factor regulates neurolymphatic remodeling during corneal inflammation and resolution. PLoS One 9(11), e112737 Lambiase A, Manni L, Bonini S, Rama P, Micera A, Aloe L (2000) Nerve growth factor promotes corneal healing: structural, biochemical, and molecular analyses of rat and human corneas. Invest Ophthalmol Vis Sci 41(5):1063–1069 Micera A, Lambiase A, Puxeddu I et al (2006) Nerve growth factor effect on human primary fibroblastic-keratocytes: possible mechanism during corneal healing. Exp Eye Res 83(4):747–757 Anitua E, Muruzabal F, Alcalde I, Merayo-Lloves J, Orive G (2013) Plasma rich in growth factors (PRGF-Endoret) stimulates corneal wound healing and reduces haze formation after PRK surgery. Exp Eye Res 115:153–161 Aloe L, Tirassa P, Lambiase A (2008) The topical application of nerve growth factor as a pharmacological tool for human corneal and skin ulcers. Pharmacol Res 57(4):253–258 Jones BW, Pfeiffer RL, Ferrell WD, Watt CB, Marmor M, Marc RE (2016) Retinal remodeling in human retinitis pigmentosa. Exp Eye Res 150:149–165 Faktorovich EG, Steinberg RH, Yasumura D, Matthes MT, LaVail MM (1990) Photoreceptor degeneration in inherited retinal dystrophy delayed by basic fibroblast growth factor. Nature 347(6288):83–86 Whiteley SJ, Klassen H, Coffey PJ, Young MJ (2001) Photoreceptor rescue after low-dose intravitreal IL-1beta injection in the RCS rat. Exp Eye Res 73(4):557–568 Ahn SJ, Kim KE, Woo SJ, Park KH (2014) The effect of an intravitreal dexamethasone implant for cystoid macular edema in retinitis pigmentosa: a case report and literature review. Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina 45(2):160–164