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Morphologische Analyse von caninen RPE65-/- Retinae vor und nach AAV-vermittelter Gentherapie

Klein, Daniela


Originalveröffentlichung: (2015) Giessen : Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (10.111 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-114144
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2015/11414/

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Universität Justus-Liebig-UniversitĂ€t Gießen
Institut: Klinik und Poliklinik fĂŒr Augenheilkunde
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6289-7
Sprache: Deutsch
Tag der mĂŒndlichen PrĂŒfung: 28.01.2015
Erstellungsjahr: 2015
Publikationsdatum: 08.04.2015
Kurzfassung auf Deutsch: Die frĂŒhkindliche Netzhautdegeneration, welche eine seltene Form von Blindheit beim Menschen darstellt, wird unter anderem durch Mutationen im RPE65 Gen ausgelöst. Sie ist durch verschiedene visuelle EinschrĂ€nkungen innerhalb der ersten Lebensjahre charakterisiert. Der schwedische Briard ist ein natĂŒrlich vorkommendes Hundemodell fĂŒr diese Erkrankung. Adenoassoziierte Viren (AAV) vermittelte Gentherapie fĂŒhrt bei diesen Hunden zur Wiederherstellung der StĂ€bchen- und Zapfenfunktion im behandelten Auge. Bei humanen Patienten hingegen ist der therapeutische Effekt gering. Das Ziel dieser Studie war es eine ausfĂŒhrliche immunohistochemische Untersuchung der caninen RPE65-/- Retina vor und nach erfolgreicher AAV vermittelter Gentherapie durchzufĂŒhren, um ein besseres VerstĂ€ndnis der Erkrankung zu erhalten.
Es wurden die Retinae von 14 Hunden (n=21) untersucht, wobei drei Wildtyptiere und 11 betroffene Tiere verwendet wurden. Vier der betroffenen Tiere hatten zuvor eine unilaterale Injektion eines Vektors erhalten, welcher eine Kopie des humanen RPE65 Gens beinhaltet. Die Hunde wurden im Alter zwischen drei und 96 Monaten euthanasiert. Es wurden verschiedene Marker als PrimÀrantikörper verwendet, um die unterschiedlichen Zellarten der Retina zu untersuchen
Im Alter von zwei Jahren weisen die betroffenen Tiere einen einheitlichen Verlust von L/M-Zapfen ĂŒber die gesamte Retina auf. Die S-Zapfen hingegen sind vorallem im zentralen superioren Retinabereich vermindert. Innerhalb beider Zapfentypen kommt es zu einer Delokalisation der Opsine. In der peripheren Retina kommt es zur Delokalisation von Bandsynapsen in die Ă€ußere nukleĂ€re Schicht. Im weiteren Verlauf der Erkrankungen breiten sich die gefundenen VerĂ€nderungen ĂŒber die gesamte Retina aus. Nach erfolgreicher Gentherapie ist eine Relokalisation der Zapfenopsine zu erkennen. Im behandelten Bereich kommt es zur Reduzierung des S-Zapfenverlust und der Delokalisation der Bandsynapsen.
Bereits im frĂŒhen Stadium der Erkrankung treten somit massive VerĂ€nderungen in der Retina aus. Die VerĂ€nderungen verschlimmern sich im weiteren Verlauf der Erkrankung und können nicht alle durch die Gentherapie aufgehalten werden. Der therapeutische Effekt auf die S-Zapfen ist höher als auf die L/M-Zapfen. Beim Menschen allerdings wird die zentrale SehschĂ€rfe durch die L/M-Zapfen bestimmt. Der einschrĂ€nkte therapeutische Effekt auf die L/M-Zapfen könnte somit eine ErklĂ€rung fĂŒr die unterschiedlichen Therapieerfolge bei Hund und Mensch darstellen.
Kurzfassung auf Englisch: Mutations in the RPE65 gene are associated with early onset severe retinal dystrophy, a rare form of blindness in humans that is characterized by severe visual impairment within the first years of life. The Swedish Briard dog is a naturally occurring animal model for this disease. Adeno-associated virus (AAV) mediated gene therapy in these dogs resulted in tremendous treatment benefits in terms of restoration of function in both, rods and cones. However, treatment benefit in humans is less pronounced. The aim of the study was to do an extensive immunohistochemical analysis of the canine RPE65-/- retina before and after successful AAV mediated gene therapy in order to obtain a better understanding of the disease.
Retinae from 14 dogs (n=21) were used in this study, three unaffected and 11 affected animals. Four of the affected dogs were treated unilaterally with AAV vector carrying the human RPE65 gene. Dogs were euthanized at various ages, between three and 96 months. Different markers were used as primary antibodies to mark diverse cells in the retina.
At two years of age in the affected dogs L/M-cone opsin expression was uniformly reduced over the whole retina however S-cone opsin expression loss was limited to superior central part of the retina. Opsin delocalization was observed in L/M and S cones. Delocalization of ribbon synapses to the outer nuclear layer was founded in the peripheral retina. In the further progression of the disease, these changes were determined in the entire retina. After successful gene therapy relocalization of cone opsins were discovered in both L/M and S cones. Reduction of both S cone loss and delocalization of ribbon synapses was observed in the treated area.
There are remarkable changes in the retina at early stage of the disease. The changes extend with age and cannot all delayed by gene therapy. While S cones have a strong treatment effect, in contrast L/M cones seem to benefit less efficiently from gene therapy. In humans the central visual acuity is L/M cone dependent. The limited effect on L/M cones might be an explanation of the discrepancy between the canine and human gene therapy studies.
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