Glucose is een essentiële metaboliet voor het neurale netvlies, waar het wordt gebruikt om hoge glycolysesnelheden en mitochondriale ademhaling te voeden om energie te produceren in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP)1. Aangezien glucose het geprefereerde energiesubstraat is, brengen veel netvliescellen glucosetransporters (GLUT's) tot expressie om de opname van glucose uit het vaatstelsel en het omliggende weefsel te vergemakkelijken2. GLUT's omvatten een familie van intrinsieke membraanglycoproteïnen die verantwoordelijk zijn voor het glucosetransport naar zoogdiercellen3. GLUT transporter-1 (GLUT1) is de primaire glucosetransporter in het netvlies, die tot expressie komt in de netvlieslagen4 en door capillaire endotheelcellen die de bloed-retinale barrière (BRB)5 vormen. Interessant is dat bij neurodegeneratieve ziekten van het centrale zenuwstelsel (CZS), waaronder de ziekte van Alzheimer, een verlaging van de GLUT1-eiwitspiegels en glucoseopname voorafgaat aan hersenatrofie en neuronale disfunctie bij mensen 6,7. In een rattenmodel van oculaire hypertensie werden ook lagere niveaus van GLUT1 waargenomen in haarvaten8. Verminderd transport van glucose naar het buitenste netvlies is betrokken bij verlies van fotoreceptoren in diermodellen van menselijke retinitis pigmentosa en kan ook een rol spelen bij retinale neurodegeneratie, zoals waargenomen bij glaucoom. Daarom is een goed begrip van het glucosetransport in het neurale netvlies nodig om de rol ervan bij retinale neurodegeneratie vast te stellen.
Hier beschrijven we een nieuwe, goedkope en eenvoudige biochemische methode voor het meten van de opname van 6-NBDG in ex vivo muizen neurale retina, d.w.z. met uitzondering van retinaal gepigmenteerd epitheel en choroïde. Vergeleken met andere fluorescerende analogen zoals 2-NBDG, is 6-NBDG samengesteld uit een glucosegroep waarop een fluorescerende nitrobenzoxydiazoaminogroep de hydroxylgroep vervangt bij koolstof 6, waardoor fosforylering door hexokinase en verdere metabolischeafbraak 9 wordt voorkomen. Hoewel 6-NBDG een hoge specificiteit heeft voor GLUT1, met een bindingsaffiniteit die 300 keer hoger is dan glucose9, detecteren we opname van deze analoog in aanwezigheid van GLUT1-remmers10. Als zodanig biedt deze test een relatief snelle en goedkope methode om de glucoseopname ex vivo te meten in het hele netvlies van de muis, dat gedeeltelijk GLUT1-gemedieerd is.
Het meten van de glucoseopname in weefsel in realtime is een uitdaging en vereist vaak radio-isotopenlabeling of beeldvormingsmethoden met hoge resolutie. Hier gebruiken we een fluorescerende biochemische test om snel de opname van 6-NBDG in meerdere retinale monsters in ex vivo omstandigheden te bepalen. Het protocol geeft informatie over de totale glucoseopname in het netvlies; het geeft geen informatie over retinale celspecifieke niveaus van 6-NBDG-opname.