Cellen in de bloedvaten van het netvlies zijn begiftigd met een voorheen niet gekend vermogen om weerstand te bieden tegen de schadelijke effecten van hyperglykemie bij patiënten met diabetes mellitus, rapporteren onderzoekers in The American Journal of Pathology.
Ongeveer een derde van de patiënten met diabetes mellitus (DM) ontwikkelt diabetische retinopathie (DR), een belangrijke oorzaak van blindheid bij volwassenen. DR ontwikkelt zich meestal na vele jaren DM en sommige patiënten ontwikkelen DR pas na meer dan 50 jaar. Nieuw onderzoek suggereert dat een endogeen systeem dat menselijke retinale endotheelcellen beschermt tegen schadelijke effecten van hyperglycemie (een te hoge bloedsuikerspiegel) verantwoordelijk kan zijn voor het vertraagde begin van DR. Bovendien kan degradatie van dit beschermingssysteem in de loop van de tijd de weg vrijmaken voor de ontwikkeling van DR. De nieuwe studie verschijnt in The American Journal of Pathology, uitgegeven door Elsevier.
“Het heersende begrip van wat DR veroorzaakt, voorspelt dat het zich snel na het begin van DM zal ontwikkelen”, verklaarde hoofdonderzoeker Andrius Kazlauskas, PhD, Afdelingen Oogheelkunde en Visuele Wetenschappen en Fysiologie en Biofysica, Universiteit van Illinois in Chicago, Chicago, IL. “Toch is dit niet het geval. Hoewel de lange vertraging vanaf het begin van DM tot de ontwikkeling van DR een bekend klinisch fenomeen is, wordt er relatief weinig moeite gedaan om de onderliggende reden voor deze vertraging te onderzoeken. Het blootleggen van deze informatie vormt een opwindende kans om de huidige benaderingen te verbeteren om te voorkomen dat DM zich ontwikkelt tot DR.”
Het blootstellen van gekweekte cellen, zoals vasculaire endotheelcellen, aan hoge glucose is een algemeen in vitro model van DR. De onderzoekers kweekten menselijke retinale endotheelcellen in ofwel normale glucose ofwel hoge glucose bevattende media. Onverwacht ontdekten ze dat langdurige blootstelling aan hoge glucose gunstig was, niet schadelijk. Na één dag ging de gezondheid van de cellen achteruit, maar naarmate de blootstellingsduur langer werd, herstelden de cellen zich en kregen ze weerstand tegen DM gerelateerde schade zoals ontsteking en dood.
De onderzoekers ontdekten dat de aanpassing verband hield met een verbeterde functionaliteit van de mitochondriën. Mitofagie is het proces waarbij cellen beschadigde mitochondriën verwijderen, en verstoring van dit intrinsieke kwaliteit controlesysteem wordt in verband gebracht met veel ziekten. Hoewel aanvankelijk gecompromitteerd, was de mitochondriale functionaliteit verbeterd na 10 dagen blootstelling aan hoge glucose, met een verhoogde verwijdering van beschadigde mitochondriën. Interferentie met de mitochondriale dynamiek bracht het vermogen van de cellen om hoge glucose te verdragen in gevaar. De gevoeligheid voor celdood nam toe en de respons van vasculaire endotheliale groeifactor verslechterde.
Dr. Kazlauskas zei dat deze waarnemingen wijzen op het bestaan van een endogeen systeem dat menselijke retinale endotheelcellen beschermt tegen de schadelijke effecten van hyperglycemie. “De dwingende rol van mitochondriale disfunctie bij de ontwikkeling van DR ondersteunt ons centrale concept van een door hyperglycemie geïnduceerd mitochondriaal aanpassingssysteem (HIMA), dat tot doel heeft de functionaliteit van mitochondriën te behouden. We stellen dat het verlies van HIMA de weg vrijmaakt voor de overgang naar DR.