NRF2-Associated Antioxidant Stress Response in Age-Related Macular Degeneration (AMD)

Die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) ist eine degenerative Erkrankung der zentralen Netzhaut und die führende Ursache für den Verlust der Sehkraft in Industriestaaten (Resnikoff et al., 2004). Neben dem zunehmenden Alter wird das individuelle Risiko, eine AMD zu entwickeln, von einer Konstellation aus genetischer Prädisposition und Umweltfaktoren beeinflusst. Oxidativer Stress wird als wichtiger umweltbedingter Risikofaktor gesehen, jedoch müssen die genauen Pathomechanismen bezüglich der Beteiligung an der Krankheitsentstehung noch vollständig aufgeklärt werden. Die retinalen Pigmentepithelzellen (RPE) sind einem hohen oxidativen Stress ausgesetzt. Der protektive Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2)-Signalweg ist ein Schlüsselelement der oxidativen Stressantwort in allen Zellarten, so auch dem RPE (Sachdeva et al., 2014; Rojo de la Vega et al., 2018). In dieser Arbeit wurden die beiden Risikofaktoren (1) genetische Prädisposition und (2) oxidativer Stress kombiniert in einem Patienten-abgeleiteten RPE Modellsystem für AMD wiedergegeben, indem oxidativer Stress durch Natriumiodat (sodium iodate, SI) und Blaulicht (BL) in aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen abgeleiteten RPE (hiPSC-RPE)- Zelllinien mit genetisch hohem oder niedrigem AMD Risiko induziert wurde. Geeignete experimentelle Protokolle für akute (24 h) und chronische (72 h) SI-Behandlung und akute (9 h) BL-Bestrahlung wurden etabliert und es wurde bestätigt, dass die Morphologie der RPE- Zellen und die Integrität des Zell-Monolayers durch die Behandlungen nicht beeinträchtigt wurden. Die NRF2-assoziierte oxidative Stressantwort der hiPSC-RPE-Zellen wurde durch Expressionsanalyse der NRF2-abhängigen antioxidativen Gene Hämoxygenase-1 (HMOX1) und NAD(P)H Dehydrogenase [Quinone] 1 (NQO1) untersucht. Die analysierten Zelllinien reagierten mit erhöhter mRNA- und Proteinexpression auf die Behandlungen. Hierbei induzierten SI und BL die zwei Gene in unterschiedlichen Ausmaßen. Die in vitro Daten zeigten keine signifikanten ...