Wpływ doszklistkowego podania ranibizumabu na indukcję apoptozy w komórkach siatkówki oka dorosłych szczurów

Cel pracy
pomimo coraz większej wiedzy na temat farmakokinetyki oraz dawkowania ranibizumabu wciąż niezbadany pozostaje jego wpływ na indukcję procesu apoptozy w komórach siatkówki oka. Celem niniejszego badania była ocena wpływu przeciwciała na aktywację sygnałowych szlaków związanych z procesem apoptozy, wywoływanych przez pojedyncze doszklistkowe podanie ranibizumabu, w modelu szczurzym.

Materiał i metody
szczurom rasy Wistar do oka prawego podano doszklistkowo ranibizumab lub przeciwciało skierowane przeciwko szczurzej formie czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego. Do oka lewego podano taką samą objętość roztworu soli fizjologicznej. W trzecim oraz siódmym dniu od podania pobrano siatkówki i oceniono ekspresję wybranych czynników związanych z procesem apoptozy.

Wyniki
współczynnik ekspresji BAX/BCL-2 oceniany na poziomie mRNA w komórkach siatkówki w 3. dobie od podania ranibizumabu był istotnie podwyższony w porównaniu z tym samym współczynnikiem w komórkach siatkówki pozyskanych z oka, do którego podano roztwór soli fizjologicznej, oraz w komórkach siatkówki pozyskanych z oczu szczurów z grupy kontrolnej, do których nie podawano iniekcji. Ponadto w 3. dobie od iniekcji ranibizumabu w analizie na poziomie białka potwierdzono obecność aktywnej formy kaspazy-3, to może odpowiadać indukcji potencjalnie nieodwracalnej fazy wykonawczej apoptozy. W 7. dniu od iniekcji nie stwierdzono różnic w wartościach współczynnika ekspresji BAX/BCL-2 ani w poziomie aktywacji kaspazy-3 u badanych szczurów z poszczególnych grup.

Wnioski
doszklistkowe podanie ranibizumabu prowadzi do istotnej krótkotrwałej indukcji odwracalnej fazy inicjacji apoptozy w komórkach siatkówki oka oraz może aktywować kaskadę kaspaz związaną z indukcją nieodwracalnej fazy wykonawczej apoptozy. Wyniki naszego badania przedstawione w niniejszej pracy powinny być brane pod uwagę podczas planowania leczenia ranibizumabem u pacjentów z chorobami siatkówki oka.



Purpose
Despite the rapidly accumulating knowledge on pharmacokinetic properties and dosage of ranibizumab, the influence of this vascular endothelial growth factor inhibitor on retinal cell survival/apoptosis homeostasis remains unclear. The aim of this study was to investigate the biological effects of a single intravitreal injection of ranibizumab on retinal tissue with a focus on apoptosis-related signaling pathways in the rat retina.

Material and methods
Male Wistar rats were treated with an intravitreal injection of ranibizumab or anti-rat vascular endothelial growth factor antibody in the right eye. The left eyes were injected with the same volume of physiological saline. On the 3rd and 7th day post-injection, the eyes were enucleated, and the retinas were isolated for further molecular analysis of the expression of selected apoptosis-related molecules at mRNA (BAX, BCL-2) and protein (caspase-3) levels using quantitative RT-PCR and western blot techniques, respectively.

Results
Following a 3-day-exposure to ranibizumab at the established concentration, the BAX/BCL-2 mRNA expression ratio was significantly increased compared to the saline-treated controls and the healthy control eyes. Furthermore, on day 3. post ranibizumab injection, caspase-3 cleavage, detected qualitatively using western blotting, confirmed potential activation of the ir¬reversible phase of apoptosis. In contrast, on day 7. post-injection, there were no significant differences in the BAX/BCL-2 mRNA expression ratios or caspase-3 cleavage between different groups.

Conclusions
Intravitreal administration of ranibizumab leads to a transient induction of apoptosis in retinal cells, with an onset directly after the vascular endothelial growth factor inhibitor administration and apparent down-regulation shortly afterwards. These results must be considered when intravitreal injections of ranibizumab are administered to treat retinal diseases.