Das therapeutische Potential der pharmakologischen Interferenz mit dem Renin- Angiotensin-System im in vitro Modell der diabetischen Retinopathie

Abstract

Die diabetische Retinopathie ist die häufigste Folgeerkrankung des Diabetes mellitus und in Industrieländern nach wie vor die häufigste Ursache für neu auftretende Erblindungen von Erwachsenen im erwerbstätigen Alter. Bislang existiert noch keine zufriedenstellende, nicht- invasive Therapie. Das Renin- Angiotensin-System spielt bei der Pathogenese diabetischer Gefäßveränderungen eine entscheidende Rolle. Die Blockade des Renin-Anigotensin-Systems mit ACE- Hemmern oder AT1-Rezeptorblockern scheint sich günstig auf die diabetische Retinopathie auszuwirken. Molekulare Mechanismen, die dem protektiven Effekt einer AT1-Rezeptorblockade in diesem Kontext zu Grunde liegen, sind bisher unzureichend beschrieben. Das therapeutische Potential des AT2-Rezeptors bei der diabetischen Retinopathie ist ebenfalls noch weitgehend ungeklärt. Den Perizyten wird bei der Entstehung früher pathologischer Veränderungen in der Retina eine besondere Rolle zugeschrieben. Ziel dieser Arbeit war es daher, an primären, bovinen, retinalen Perizyten in vitro die therapeutische Beeinflussbarkeit von Hyperglykämie-bedingten pathologischen Veränderungen durch den Einsatz von AT1-Rezeptorblockern oder AT2-Rezeptoragonisten zu untersuchen. Die Inkubation der Perizyten mit Angiotensin II induzierte signifikant die mRNA Expression von VEGF, IL-6 und des proapoptotischen Markers Caspase-3. Diese Ergebnisse bestätigen, wie bereits von anderen Gruppen publiziert, die Schlüsselrolle von Angiotensin II bei der Herausbildung typischer Chrarakteristika der diabetischen Retinopathie. Zur Simulation der diabetischen Stoffwechsellage wurden die Zellen in Medium mit 28 mM Glukose kultiviert. Dabei führte die erhöhte Glukosekonzentration zeitabhängig zu einer verstärkten Expression von VEGF, IL-6, Caspase-3 und Bax. Die Blockierung des AT1-Rezeptors mit dem spezifischen Antagonisten Candesartan konnte der Glukose-induzierten Mehrexpression von VEGF, IL-6 und Bax entgegenwirken. Die Neuentwicklung des nicht-peptidischen, spezifischen und selektiven AT2-Rezeptoragonisten Compound 21 ermöglichte es, erstmals die Effekte einer direkten AT2-Rezeptor-Stimulation auf die Glukose-induzierten pathologischen Mechanismen in Zellen retinalen Ursprungs zu untersuchen. Dabei konnte die Hyperglykämie-bedingte Mehrexpression von VEGF, IL-6, Caspase-3 und Bax signifikant gesenkt werden. Zusammenfassend deuten alle Ergebnisse daraufhin, dass der pharmakologische Eingriff in das Renin-Angiotensin-System ein entscheidendes therapeutisches Potential bei der diabetischen Retinopathie hat. Der Einsatz von AT1-Rezeptorblockern scheint eine potentielle therapeutische Möglichkeit zur Behandlung und Prävention der diabetischen Retinopathie darzustellen. Auch die therapeutische Beeinflussung des Renin- Angiotensin-Systems mittels direkter Stimulation des AT2-Rezeptors könnte perspektivisch therapeutische Chancen für den Diabetiker eröffnen.

Diabetic retinopathy is the most common complication of diabetes and the leading cause of blindness in people of working age in industrialised countries. A satisfactory non - therapeutic option is still missing. The renin-angiotensin system plays an important role in the pathogenesis of diabetic retinopathy. Its inhibition by ACE-inhibitors or angiotensin II type 1 (AT1) receptor blockers seems to have a beneficial effect in diabetic retinopathy. However, the underlying molecular mechanisms of AT1 receptor blockers related tissue protection are only sparsely understood. The therapeutic potential of the angiotensin II type 2 (AT2) receptor in diabetic retinopathy is not yet clarified. Pericytes play an important role in development of vascular abnormalities in diabetic retinopathy. The aim of the present study was to evaluate the effect of AT1 receptor blockers and AT2 receptor agonists on bovine retinal pericytes cultered in high glucose conditions. Angiotensin II treatment significantly enhanced the mRNA expression levels of VEGF, IL-6 and caspase 3. As in in vitro studies and experimental models already demonstrated Angiotensin II is a pathogenic factor in diabetes, contributing to angiogenesis, up-regulation of growth factors, vascular leakage, inflammation and apoptosis. To simulate a diabetic milieu the cells were cultered in high glucose concentration (28 mmol/l). Exposure to high glucose significantly increased the mRNA expression of VEGF, IL-6, caspase-3 and Bax. The selective AT1 receptor blockade by Candesartan significantly downregulated the glucose-induced overexpression of VEGF, IL-6 and Bax. The synthesis of the first specific and selective non-peptide AT2 receptor agonist Compound 21 allowed us to examine the role of the AT2 receptor in diabetic retinopathy. The AT2 receptor stimulation significantly decreased the glucose-induced overexpression of VEGF, IL-6, caspase-3 and Bax. Summarized the renin-angiotensin system has a high therapeutic potential in diabetic retinopathy. AT1 receptor blockers may be an useful therapeutic agent and the AT2 receptor stimulation may represent a potential future therapeutic option for diabetic retinopathy.