Татьяна Аркадьевна Павленко — канд. мед. наук, начальник отдела патофизиологии и биохимии
Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, 105062
Tatiana A. Pavlenko — Cand. of Med. Sci., head of the department of pathophysiology and biochemistry
14/19, Sadovaya-Chernogriazskaya St., Moscow, 105062
Наталья Борисовна Чеснокова — д-р биол. наук, профессор, главный специалист отдела патофизиологии и биохимии
Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, 105062
Natalya B. Chesnokova — Dr. of Biol. Sci., professor, principal specialist of the department of pathophysiology and biochemistry
14/19, Sadovaya-Chernogriazskaya St., Moscow, 105062
Ольга Валерьевна Безнос — врач клинической лабораторной диагностики отдела патофизиологии и биохимии
Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, 105062
Olga V. Beznos — doctor clinical-diagnostic laboratory, department of patophysiology and biochemistry
14/19, Sadovaya-Chernogriazskaya St., Moscow, 105062
Андрей Владимирович Григорьев — канд. мед. наук, заведующий клинико-диагностической лабораторией
Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, 105062
Andrey V. Grigoryev — Cand. of Med. Sci., head, clinic-diagnostic laboratory
14/19, Sadovaya-Chernogriazskaya St., Moscow, 105062
Татьяна Дмитриевна Охоцимская — канд. мед. наук, врач-офтальмолог отдела патологии сетчатки и зрительного нерва
Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, 105062
Tatiana D. Okhotsimskaya — Cand. of Med. Sci., ophthalmologist, department of pathology of the retina and optic nerve
14/19, Sadovaya-Chernogriazskaya St., Moscow, 105062
Наталья Николаевна Шикарева — младший научный сотрудник отдела патофизиологии и биохимии
Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, 105062
Natalia N. Shikareva — junior researcher, department of pathophysiology and biochemistry
14/19, Sadovaya-Chernogriazskaya St., Moscow, 105062
Цель работы — разработать модель ранней стадии нейродегенеративного процесса в сетчатке путем интравитреального введения дофаминергического нейротоксина. Материал и методы. Эксперимент проведен на 20 кроликах. В опытных группах в оба глаза интравитреально вводили по 100 мкл раствора 6-гидроксидофамина (6-OHDA) в NaCl 0,9 % с 0,5 % аскорбиновой кислотой, содержащего 0,25 мг или 0,5 мг 6-OHDA. Контрольная группа получала интравитреальные инъекции контрольного раствора без нейротоксина. На 7-е и 14-е сутки после введения нейротоксина определяли внутриглазное давление (ВГД), реакцию зрачка на свет, глазной кровоток, оценивали состояние глазного дна. В гомогенате сетчатки на 7-е сутки после введения 0,25 мг 6-OHDA методом ИФА определяли содержание дофамина и на 14-е сутки после введения 0,5 мг 6-OHDA — содержание дофамина, норадреналина, фактора некроза опухоли (TNF-α), эндотелина-1. Результаты. После введения 0,25 мг нейротоксина на 7-е сутки в сетчатке выявлено снижение уровня дофамина (0,043 ± 0,130 пг/мг, в контроле 0,10 ± 0,03 пг/мг, р < 0,01), а через 2 нед увеличение в 4 раза содержания дофамина (р < 0,05) и норадреналина (р < 0,01) по сравнению с группой контроля. При дозе 0,5 мг содержание дофамина по сравнению с контролем увеличивалось в 3 раза (р < 0,05), а норадреналина — в 5 раз (р < 0,01). Содержание эндотелина-1 по отношению к контролю увеличивалось на 14-е сутки после введения нейротоксина в дозе 0,25 мг на 65 % (р < 0,01), а в дозе 0,5 мг — на 45 % (р < 0,05). Содержание TNF-α в сетчатке на 14-е сутки после введения нейротоксина в дозе 0,25 мг увеличивалось на 43 % (р < 0,05), а в дозе 0,5 мг — на 20 % (р < 0,05) по сравнению с контролем. После введения нейротоксина наблюдалось дозозависимое изменение уровня ВГД, нарушение реакции зрачка на свет, снижение глазного кровотока. Заключение. Однократно интравитреально введенный дофаминергический нейротоксин 6-OHDA в дозе 0,25 и 0,5 мг вызывает в глазу нейровоспаление и нейроваскулярные нарушения, являющиеся ключевыми звеньями нейродегенеративного процесса. Для моделирования его ранней стадии предпочтительно введение 6-OHDA в дозе 0,25 мг в связи с более легким характером функциональных изменений. Такая модель может быть использована для изучения патогенеза нейродегенеративных процессов в глазу, поиска их ранних прогностических маркеров и оценки эффективности медикаментозных воздействий.
Purpose: to develop a model of the early stage of retinal neurodegeneration via an intravitreal injection of the dopaminergic neurotoxin. Material and methods. The experiment was carried out on 20 Chinchilla rabbits. The experimental groups received intravitreal injection of 0.1 ml of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) in NaCl 0.9 % with 0.5 % ascorbate, containing 0.25 or 0.5 mg 6-OHDA. The control group received injections of 0.1 ml of NaCl-ascorbate solution without neurotoxin. On the 7th and the 14th days after the injection, intraocular pressure (IOP), pupillary light reaction and ocular blood flow were estimated and the fundus was examined. On the 7th day after an injection of 0.25 mg 6-OHDA, we used ELISA to measure dopamine concentration in retinal homogenates, while on the 14th day after an injection of 0.5 mg 6-OHDA, the concentrations of dopamine, norepinephrine, TNF-a and endothelin-1 were measured by the same method. Results. On the 7th day after a 0,25 mg injection of neurotoxine, we revealed a decrease of dopamine in the retina (0.043 ± 0.130 pg/mg protein compared with 0.10 ± 0,03 pg/mg protein in the controls, р < 0.01). On the 14th day, dopamine and norepinephrine levels showed a fourfold increase (р < 0.05). An injection of 0.5 mg of 6-OHDA caused a threefold increase of dopamine (р < 0.05) and a fivefold increase of norepinephrine (р < 0.01) concentration in comparison with the controls. On the 14th day, endotheline-1 level was 65 % higher than in the controls after a 0.25 mg 6-OHDA injection (р < 0.01) and 45 % higher after a 0,5 mg injection (р<0.05). At the same time, TNF-α levels increased by 43 % (р < 0.05) and 20 % (р < 0.05) respectively. We also revealed a dose-dependent change of IOP, a disturbance of pupillary light reaction and decreased ocular blood flow after an injection of neurotoxin. Conclusion. A single intravitreal injection of dopaminergic neurotoxin 6-OHDA in the amount of 0.25 or 0.5 mg per eye leads to a neuroinflammation and vascular disorders, which are the main pathogenetic pathways of neurodegeneration. To model its early phase, the 0.25 mg dose is preferable as it causes less dramatic functional disorders. The latter model can be useful for the investigation of retinal neurodegeneration pathogenesis, the search for early diagnostic and prognostic markers thereof and the estimation of therapy effectiveness.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.