Early and late erythropoietin do not alter oxygen induced retinopathy severity in a rat model of anemia
In een ratmodel van zuurstofgeïnduceerde retinopathie en anemie veranderde noch vroege noch late toediening van erytropoëtine de anatomische ernst van de retinopathie of produceerde het klinisch relevante moleculaire effecten tijdens anemie, hoewel late erytropoëtine wel inflammatoire en transcriptomische pathways in niet-anemische retina's moduleerde.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van een preprint die niet peer-reviewed is. Dit is geen medisch advies. Neem geen gezondheidsbeslissingen op basis van deze inhoud. Lees de volledige disclaimer
Vroeggeboorte dwingt de ogen van een baby vaak om zich te ontwikkelen in een omgeving die sterk verschilt van de baarmoeder. In de baarmoeder ontvangt het ontwikkelende netvlies zuurstof via de placenta, maar zodien de baby geboren wordt, vooral als deze zeer vroeg wordt geboren, wordt de zuigeling blootgesteld aan de hogere zuurstofniveaus van de buitenwereld. Deze plotselinge verschuiving kan de delicate groei van bloedvaten in het oog verstoren. De aandoening, bekend als retinale dysplasie door premature geboorte (retinopathie van premature geboorte), omvat een proces in twee fasen: eerst zorgen de hoge zuurstofniveaus ervoor dat bestaande bloedvaten stoppen met groeien of afsterven, waardoor delen van het netvlies zonder bloedtoevoer komen te zitten; tweede, terwijl het oog blijft rijpen, zendt het wanhopig signalen uit voor de groei van nieuwe vaten, wat vaak leidt tot een chaotisch, gedesorganiseerd netwerk dat vocht kan lekken of kan bloeden, wat potentieel blindheid kan veroorzaken. Om premature zuigelingen te helpen die worstelen met een laag aantal rode bloedcellen, geven artsen vaak een hormoon genaamd erytropoëtine toe. Deze stof stimuleert het lichaam op natuurlijke wijze om meer rode bloedcellen te produceren, waardoor de noodzaak voor bloedtransfusies afneemt. Omdat erytropoëtine echter ook de groei van bloedvaten aanmoedigt, maken wetenschappers zich al lang zorgen dat het toedienen ervan aan deze kwetsbare zuigelingen per ongeluk de oogziekte kan verergeren, door ofwel de chaotische nieuwe groei aan te wakkeren, ofwel door het oog niet op het juiste moment te beschermen.
Onderzoekers aan de University of Minnesota Medical School zetten zich scharpe scherp om deze complexe relatie te ontrafelen door een precies model te creëren in pasgeboren ratten. Ze simuleerden de barre omstandigheden van een premature geboorte door de jongen bloot te stellen aan cycli van hoge en lage zuurstof, een methode die betrouwbaar dezelfde oogziekte oproept als bij menselijke zuigelingen. Om de anemie (bloedarmoede) na te bootsen die gebruikelijk is bij premature baby's, verwijderde het team regelmatig kleine hoeveelheden bloed bij sommige van de jongen, waardoor hun aantal rode bloedcellen tot een specifiek, laag bereik werd verlaagd. Vervolgens verdeelden ze de dieren in groepen om de effecten van erytropoëtine te testen die op verschillende tijdstippen werd toegediend. Eén groep ontving het hormoon direct na de geboorte en zette dit voort gedurende het grootste deel van de studie, wat staat voor vroege behandeling. Een andere groep ontving het pas na de eerste week, wat staat voor late behandeling. Een controlegroep ontving in plaats daarvan een onschadelijke zoutoplossing. De wetenschappers wachtten tot de jongen twintig dagen oud waren, een punt waarop de oogziekte volledig actief is, om de gezondheid van hun netvallen te onderzoeken.
De resultaten boden een helder, zij het enigszienst, verrassend beeld van hoe het hormoon interageert met anemie en oogziekte. Het team kwam tot de ontdekking dat de anemie zelf de oogziekte feitelijk minder ernstig maakte. De jongen met een laag aantal rode bloedcellen hadden kleinere gebieden met ontbrekende bloedvaten en aanzienlijk minder bloedingsplekken in hun ogen vergeleken met de niet-anemische jongen. Dit suggereert dat het gebrek aan zuurstof veroorzaakt door anemie het oog paradoxaal genoeg zou kunnen beschermen tegen de meest schadelijke fase van de ziekte. Wanneer de onderzoekers erytropoëtine aan de mix toevoegden, hing de uitkomst sterk af van de vraag of het dier anemisch was. Bij de anemische jongen deed het hormoon bijna niets. Of het nu vroeg of laat werd toegediend, het veranderde niets aan de omvang van de beschadigde gebieden in het oog, noch veranderde het de moleculaire signalen die de ziekte aansturen. Het hormoon slaagde er simpelweg niet in om een verschil te maken in de context van bestaande anemie.
Het verhaal veranderde enigszins voor de jongen die niet anemisch waren. Bij deze dieren veranderde het geven van het hormoon laat in het ontwikkelingsproces de algehele ernst van de oogziekte niet, maar het veroorzaakte wel een cascade van veranderingen binnen de cellen. De late behandeling verminderde het aantal bloedingsplekken in het oog en verlaagde de niveaus van verschillende eiwitten die ontsteking signaleren. Deze schijnbare verbetering ging echter gepaard met een complexe moleculaire prijs. Het hormoon activeerde genen die geassocieerd zijn met celsterfte en schakelde genen uit die verantwoordelijk zijn voor de opbouw van gezonde bloedvaten. Hoewel het bloeden afnam, suggereerden de onderliggende genetische instructies dat het oog onder aanzienlijke stress stond en dat het vermogen om zichzelf te herstellen werd gehinderd. Bij de anemische jongen traden deze moleculaire verschuivingen niet op; het hormoon was in essentie onzichtbaar voor de genetische machinerie van het netvlies.
De studie concludeert dat voor premature zuigelingen die anemisch zijn, de timing van de erytropoëtinebehandeling — of deze nu vroeg of laat wordt gestart — de ernst van de oogziekte niet lijkt te veranderen. Het hormoon maakte de aandoening niet erger, maar bood ook niet de beschermende voordelen die bij niet-anemische ogen werden gezien. De onderzoekers merkten op dat hoewel late behandeling het bloeden in niet-anemische dieren verminderde, de daarmee gepaard gaande genetische veranderingen met betrekking tot celsterfte en geremde vaatgroei voorzichtigheid geboden. Uiteindelijk suggereren de bevindingen dat de aanwezigheid van anemie de manier waarop het oog reageert op dit hormoon fundamenteel verandert, en dat in de specifieke context van anemie het medicijn weinig tot geen klinisch relevant effect heeft op de ontwikkeling van de retina. Het werk benadrukt dat de biologische omgeving van de patiënt, specif
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.