Etablierung und Charakterisierung eines neuen organotypischen Retina- Kulturmodells der adulten Ratte

Abstract

Erstmalig beschreiben wir eine für Neuroprotektions-Studien geeignete Methode der organotypischen Retina-Kultivierung der adulten Ratte. Die Netzhaut wurde in quadratische Fragmente mit einer Seitenlänge von 1 mm geschnitten und auf einer Wälzvorrichtung (60 Umdrehungen pro min) bis zu 90 Tage (days in vitro, DIV) bei 36,5°C kultiviert. Während der ersten Kultivierungstage veränderten die ursprünglich flachen Retinafragmente ihre Konfiguration. Nach 7 DIV waren die Retinakörper kugelförmig und bestanden aus den für die adulte Netzhaut typischen Schichten, wobei sich die äußere Körnerschicht außen und die Ganglienzellschicht (GCL) im Inneren befanden. Gliazellen, aussprossende Nervenzellfortsätze der axotomisierten Ganglienzellen sowie vaskuläre Strukturen wurden in den Retinakörpern nachgewiesen. Für 7 DIV kultivierte Retinakörper wurde ein Modell der Glutamat-induzierten Schädigung der GCL etabliert. Koapplikation des ß-Carbolins Abecarnil zeigte keinen protektiven Effekt. Vorbehandlung mit 100 nM Simvastatin schützte vor Zelltod in der GCL. Somit konnte die Anwendbarkeit dieser Methode der organotypischen Kultivierung der adulten Retina als Modell retinaler bzw. neurodegenerativer Erkrankungen, wie z.B. dem Glaukom, demonstriert werden.

For the first time we describe an experimental in vitro system of organotypic retinal cultures of adult rat, which is applicable to neuroprotection studies. Retinas were cut into square slices of approximately 1 mm^2. Up to 90 days in vitro (DIV), free-floating slices were cultured on a horizontal rotating roller drum (60 rpm) in an incubator at 36.5°C. During the first days of cultivation, primary flat retinal slices changed their configuration. After 7 DIV they have transformed into ball-shaped tissue-spheres (retinal bodies), which were formed by cell and fibre layers typical for mature retina with outer nuclear layer located on the outside and ganglion cell layer (GCL) located on the inside. Glial cells, sprouting nerve fibres of the axotomized ganglion cells, and vascular structures were shown. For 7 DIV, this culture system was further developed into a robust model of glutamate-induced neurotoxicity of GCL. No protective effect was observed when the ß-carboline abecarnil was co-applied. Pre-treatment with 100 nM simvastatin reduced cell death in GCL. As we have demonstrated, this new system of adult organotypic retinal cultures can be applied for studies of glaucoma or other neurodegenerative disorders.