The effects of intravitreal astaxanthin on retinal endothelial cell proliferation, retinal morphological structure and apoptotic cell death in in vivo oxygen-induced retinopathy (OİR) mouse model

Bu çalışmada in vivo oksijen endükte retinopati (OER) fare modelinde intravitreal astaksantin enjeksiyonunun farklı konsantrasyonlarda retinal endotelyal hücre proliferasyonuna, retina morfolojisine ve apoptotik hücre ölümüne etkisi incelendi. Çalışmada toplam 30 adet C57BLJ/6 ırkı fare kullanılmıştır. 20 adet C57BL/J6 fare postnatal 7-12. günler arasında %75 2 oksijene tabi tutuldu. Fareler analiz için 6 gruba ayrıldı. Beş tane yaş uyumlu işlem görmemiş, oda ortamında tutulmuş fare (Grup-A) negatif kontrol grubunu oluşturdu. Grup-B kontrol grubunu, 1µl intravitreal steril DMSO solüsyon enjeksiyonu, oksijene tabi tutulmamış (n=5 göz); Grup-C kontrol grubunu, oksijene tabi tutulmuş, işlem görmemiş (n=5 göz); Grup-D kontrol grubunu, 1µl intravitreal steril DMSO solüsyon enjeksiyonu, oksijene tabi tutulmuş (n=5 göz); Grup-E 10µg/ml intravitreal astaksantin enjeksiyonu (n=5 göz); Grup-F 100µg/ml intravitreal astaksantin enjeksiyonu (n=5 göz) oluşturdu. Onikinci gün 5 farenin bir gözüne (Grup-D) 1µl intravitreal steril DMSO, 5 farenin bir gözüne (Grup-E) 10 µg/ml intrvitreal astaksantin, 5 farenin sağ gözüne (Grup-F) 100 µg/ml intravitreal astaksantin enjekte edildi. . Postnatal 17. gün fareler sakrifiye edildi ve gözler preretinal neovaskülarizasyonun kantitatif analizi, apoptotik hücre ölümü ve morfolojik yapı incelenmesi için enüklee edildi. Neovaskülarizasyon internal limitan membranın vitreusa bakan yüzeyindeki vasküler hücre çekirdeklerinin sayımıyla kantifiye edildi. Histolojik ve ultrastrüktürel bulgular ışık ve elektron mikroskopi, apoptotik aktivite terminal deoxynucleotidyl transferase deoxy-UPT-nick end labeling (TUNEL) yöntemi ile incelendi. Grup-A ve Grup-B karşılaştırıldığında endotel hücre çekirdeği sayısında istatistiksel anlamlı fark bulunmadı (p=0,9). Grup-C ve Grup-D karşılaştırıldığında endotel hücre çekirdeği sayısında istatistiksel anlamlı fark bulunmadı (p=0,3). Grup A ve C karşılaştırıldığında endotel hücre çekirdeği sayısında istatistiksel anlamlı fark bulundu (p<0.0001). Grup-B ve -D karşılaştırıldığında endotel hücre çekirdeği sayısında istatistiksel anlamlı fark bulundu (p<0.0001). Grup-D ile karşılaştırıldığında Grup-E'de endotelyal hücre çekirdeği sayısının %77,49 ve Grup-F'de %76,61 azaldığı tespit edildi. Grup-E ve -F karşılaştırıldığında endotel hücre çekirdeği sayısında istatistiksel anlamlı fark bulunmadı (p=0,9). Histolojik incelemede astaksantin enjekte edilmiş olan gözlerde kistik dejenerasyon, hücre kaybı tespit edilmedi. Ultrastrüktürel mitokondriyal değişiklikler astaksantin enjekte edilen gruplarda (Grup-E, -F) Grup-C ve-D'ye göre daha az yoğun olarak tespit edildi. İncelemede negatif kontrol grubu (Grup-A) Grup-B ile karşılaştırıldığında anlamlı fark bulunmadı (p=1.0). Negatif kontrol grubu (Grup-A) ve Grup-B, -C ve -D karşılaştırıldığında anlamlı fark bulundu (p<0.0001). Grup-C ve -D, Grup-E ve -F ile karşılaştırıdığında anlamlı fark bulundu (p<0.0001). Grup-E ve -F arasında anlamlı fark tespit edilmedi. TUNEL tekniği ile apoptozis analizinde Grup-A ve Grup-B'de dış nükleer tabakada ve iç nükleer tabakada benzer düzeyde apoptotik TUNEL-pozitif hücre tespit edildi. Grup-C ve –D'de dış nükleer tabakada ve iç nükleer tabakada benzer düzeyde apoptotik TUNEL-pozitif hücre tespit edildi. Grup A (p=0.3, 0.5) ve –B (p=0.5, 0.7), Grup-C ve –D ile karşılaştırıldığında anlamlı fark görülmedi. Grup-E ile –F (p=0.3) arasında anlamlı fark bulunmadı. Grup-E ile Grup-C ve –D arasında anlamlı fark bulunmadı (p=0.09, p=0.2). Grup-F ile Grup-C ve –D arasında anlamlı fark bulundu (p=0.01, p=0.02). Sonuç olarak astaksantin OER modelinde neovaskülarizasyonu anlamlı oranda baskılamaktadır. Histolojik incelemede toksik etki izlenmemiş, ultrastrüktürel incelemede mitokondriler üzerine koruyucu etkileri olduğu ve TUNEL çalışmasında apoptotik aktiviteyi azalttığı tespit edilmiştir. Bununla ilgili ilaç etkisi ve doz etkisi ile ilgili prospektif randomize kliniğe yönelik deneysel çalışmalar gerekmektedir.