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La retinopatia diabetica (DR) è una delle complicanze secondarie più complesse del diabete mellito. È anche la principale causa di cecità prevenibile nella popolazione in età lavorativa in tutto il mondo. In una recente meta-analisi di 32,4 milioni di persone non vedenti, 830.000 (2,6%) persone erano cieche a causa di DR1. La percentuale di perdita della vista attribuita al diabete si è classificata settima nel 2015 all'1,06% (0,15-2,38) a livello globale2,3.
La retinopatia diabetica è diagnosticata da anomalie vascolari nei tessuti oculari posteriori. Clinicamente, è diviso in due fasi: DR non proliferativo (NPDR) e DR proliferativo (PDR), basato sulla vascolarizzazione nella retina. L'iperglicemia è considerata il potente regolatore della DR in quanto coinvolge diversi percorsi coinvolti nella neurodegenerazione4,5, nell'infiammazione6,7 e nella microvascolarizzazione8 nella retina. Molteplici complicanze metaboliche indotte a causa dell'iperglicemia includono l'accumulo di prodotti finali avanzati di glicazione (AGE), la via poliolica, la via esosamina e la via proteina chinasi-C. Queste vie sono responsabili della proliferazione cellulare (cellule endoteliali), della migrazione (periciti) e dell'apoptosi (cellule retiniche neurali, periciti e cellule endoteliali) basate su diversi stadi della retinopatia diabetica. Queste alterazioni metaboliche possono portare a cambiamenti fisiologici come il distacco della retina, la perdita di cellule retiniche, la rottura della barriera emato-retinica (BRB), gli aneurismi e l'angiogenesi9.
Il diabete di tipo 1 indotto da streptozotocina (STZ) è una pratica ben consolidata e ben accettata nei ratti per valutare la patogenesi del diabete e le sue complicanze. Gli effetti diabetogeni della STZ sono dovuti alla distruzione selettiva delle cellule β delle isole pancreatiche10. Di conseguenza, gli animali subiranno carenza di insulina, iperglicemia, polidipsia e poliuria, che sono tutti caratteristici del diabete mellito di tipo 1 umano11. Per l'induzione del diabete grave, STZ viene somministrato a 40-65 mg / kg di peso corporeo per via endovenosa o intraperitoneale durante l'età adulta. Dopo circa 72 ore, questi animali presentano livelli di glucosio nel sangue superiori a 250 mg/dL10,12.
Per comprendere le alterazioni fisiologiche della retina dovute alla neurodegenerazione, all'infiammazione e all'angiogenesi, diverse tecniche dovrebbero essere ottimizzate in modelli animali sperimentali. I cambiamenti strutturali e funzionali nelle cellule retiniche e nei vasi retinici possono essere studiati con varie tecniche come l'istologia, il saggio di degradazione BRB e l'angiografia a fluorescenza.
L'istologia comporta lo studio dell'anatomia di cellule, tessuti e organi a livello microscopico. Stabilisce una correlazione tra la struttura e la funzione delle cellule/tessuti. Vengono eseguiti diversi passaggi per visualizzare e identificare le alterazioni microscopiche nella struttura dei tessuti, confrontando così le controparti sane e malate13. Quindi, è essenziale standardizzare meticolosamente ogni fase dell'istologia. Vari passaggi coinvolti nell'istologia retinica sono la fissazione del campione, il taglio del campione, la disidratazione, la pulizia, l'impregnazione con paraffina, l'incorporamento di paraffina, il sezionamento e la colorazione (colorazione di ematossilina ed eosina)13,14.
In una retina sana, il trasporto di molecole attraverso la retina è controllato da BRB, composto da cellule endoteliali e periciti sul lato interno e cellule epiteliali pigmentate retiniche sul lato esterno. Tuttavia, le cellule endoteliali BRB interne e i periciti iniziano a degenerare durante la condizione di malattia e anche la BRB è compromessa15. A causa di questa rottura del BRB, molte molecole a basso peso molecolare fuoriescono nel tessuto vitreo e retinico16. Con il progredire della malattia, molte altre molecole proteiche (a basso e alto peso molecolare) fuoriescono anche nel tessuto vitreo e retinico a causa di disturbi dell'omeostasi17. Porta a varie altre complicazioni e, infine, edema maculare e cecità. Quindi, quantificare i livelli di proteine nel vitreo e confrontare le misure degli stati sani e diabetici ha compromesso il BRB.
L'angiografia a fluorescenza è una tecnica utilizzata per studiare la circolazione sanguigna della retina e della coroide utilizzando colorante fluorescente. Viene utilizzato per visualizzare la vascolarizzazione della retina e della coroide iniettando colorante alla fluoresceina per via endovenosa o iniezione cardiaca18. Una volta iniettato, il colorante raggiunge prima le arterie retiniche, seguite dalle vene retiniche. Questa circolazione del colorante viene solitamente completata entro 5-10 minuti dall'iniezione del colorante19. È una tecnica importante per diagnosticare varie malattie oculari del segmento posteriore, tra cui la retinopatia diabetica e la neovascolarizzazione coroidale20. Aiuta a rilevare i cambiamenti vascolari maggiori e minori in condizioni normali e malate.