Estudio de mecanismos de pre y post-condicionamiento como estrategia de inducción de tolerancia isquémica retiniana

• Autores: Fernández, Diego Carlos
• Año de publicación: 2012
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Rosenstein, Ruth Estela
• Materia: RETINA; ISQUEMIA RETINIANA; RETINOPATIA DIABETICA; CONDICIONAMIENTO ISQUEMICO; GLUTAMATO; AXONOPATIA DISTAL; RITMOS CIRCADIANOS; RETINA; RETINAL ISCHEMIA; DIABETIC RETINOPATHY; ISCHEMIC CONDITIONING; GLUTAMATE; DISTAL AXONOPATHY; CIRCADIAN RHYTHMS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La isquemia es un componente central de diversas enfermedades retinianas que pueden provocar ceguera irreversible. Al presente, no existen tratamientos efectivos frente al daño isquémico retiniano. En este trabajo de Tesis se demostró por primera vez, que el post-condicionamiento isquémico (PostC) inducido por la aplicación de pulsos breves de isquemia en forma posterior a una isquemia prolongada, revierte significativamente las alteraciones funcionales e histológicas provocadas por una isquemia retiniana deletérea. En cuanto a los mecanismos involucrados en este fenómeno, los resultados obtenidos sugieren la participación de la síntesis de novo de proteínas y la actividad de la isoforma inducible de la óxido nítrico sintasa. Además, se demostró que el daño isquémico, al menos en parte, es causado por un aumento en las concentraciones sinápticas de glutamato y que el PostC podría proteger a la retina al disminuir este parámetro. A continuación, se realizó una caracterización del daño de la retina y la vía visual en un modelo de retinopatía diabética experimental inducido por la inyección de estreptozotocina (STZ). A nivel retiniano, se observaron alteraciones funcionales, vasculares y morfológicas significativas. En estadíos tempranos luego de la inyección de STZ se observaron alteraciones axo-gliales en la porción distal del nervio óptico, que podrían constituir el primer cambio estructural en la vía visual diabética. El condicionamiento isquémico (aplicación de pulsos semanales de isquemia) revirtió significativamente todas estas alteraciones, tanto a nivel de la retina como de la vía visual. Asimismo, los resultados obtenidos sugieren que la disminución en los niveles de VEGF y la restauración de la actividad de glutamina sintetasa podrían participar activamente en la protección inducida por el condicionamiento isquémico frente a las alteraciones provocadas por la retinopatía diabética. Finalmente, se demostró que las células ganglionares retinianas intrínsecamente fotosensibles en particular, y el sistema visual no formador de imagen en general, se preservan en etapas avanzadas de diabetes. En suma, los resultados obtenidos en este trabajo constituyen avances originales en la comprensión de los mecanismos involucrados en la lesión retiniana inducida por isquemia aguda y por diabetes, así como en la posibilidad de prevenir ambos procesos a través de la inducción de tolerancia isquémica. La demostración de que el sistema visual no formador de imagen es menos susceptible al daño diabético representa una valiosa pieza de información respecto a este sistema no canónico de transducción de la información luminosa.
Ischemia is a central component of several retinal diseases that can result in irreversible blindness. At present, there are no effective treatments to protect the retina from ischemic damage. For the first time, in this Thesis work, we have demonstrated that ischemic post-conditioning (PostC) induced by brief episodes of ischemia/reperfusion applied at the onset of reperfusion, significantly protected the retina against functional and histological alterations induced by ischemia. As for the involved mechanisms, the results suggest the participation of de novo synthesis of proteins and the inducible isoform of nitric oxide synthase activity in the protective mechanism triggered by PostC. We have also demonstrated that ischemic damage is, at least in part, caused by an increase in glutamate synaptic concentrations and that PostC protected the retina by decreasing this parameter. Moreover, we have analyzed the alterations at retinal and visual pathway level provoked by experimental diabetes induced by streptozotocin (STZ). Al retinal level, diabetes caused significant functional, vascular, and morphological alterations. In addition, significant axo-glial alterations were observed at the distal portion of the optic nerve at early stages of diabetes that could be the first structural change in the diabetic visual pathway. Ischemic conditioning (weekly application of brief pulses of ischemia) significantly reversed all these alterations. Furthermore, the results suggest that a decrease in VEGF levels and the restoration of glutamine synthetase activity could be key aspects in the protective mechanism triggered by ischemic conditioning against diabetic retinopathy. Finally, we showed that intrinsically photosensitive retinal ganglion cells and the non-forming image visual system are preserved at advanced stages of diabetes. In summary, the results presented in this Thesis provide original insights for unraveling the mechanisms involved in the retinal damage induced by acute ischemia and diabetes, as well as in the possibility of preventing these processes through the induction of ischemic tolerance. The demonstration that the non-forming image visual system is less susceptible to diabetic damage is a valuable piece of information about this non canonical system of light transduction.
Fil: Fernández, Diego Carlos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.