Göz, kornea, göz merceği ve vitreus dahil olmak üzere kan damarlarından yoksun şeffaf ortam içerir. Işık, retinanın arkasındaki fotoreseptörlere ulaşmadan önce bu ortamlardan geçmelidir. Spesifik olarak, kornea, göz merceği ve vitreus, ışığın emilmesini ve görüntülerin bozulmasını önlemek için kan damarlarından yoksundur1. Retina kan damarları üç katman halinde düzenlenmiştir: sinir lifi tabakası içinde optik diskten çevreye uzanan yüzeysel tabaka; iç pleksiform tabakanın içinde yer alan orta tabaka; ve dış pleksiform tabaka boyunca dağıtılan derin tabaka. Bu vasküler ağ, iç retinaya kan sağlarken, fotoreseptörler koroid kan damarlarından difüzyonla sağlanır. İç ve dış retinaların beslenmesi, iç ve dış kan-retina bariyerleri (BRB'ler) tarafından sıkı bir şekilde kontrol edilir. Retina endotel hücreleri, perisitler ve glial hücreler iç BRB'yi oluşturur. Öte yandan, retina pigment epitel (RPE) hücreleri, koroid endotel hücreleri ve Bruch membranı dış BRB'yi oluşturur. Retina kan damarlarındaki patolojik değişiklikler, diyabetik retinopati, yaşa bağlı makula dejenerasyonu ve prematüre retinopatisi gibi çeşitli retina hastalıklarının ayırt edici özellikleridir. Bu patolojik değişiklikler arasında vasküler enflamasyon, BRB'nin parçalanması, kapiller dejenerasyon, retina kan akışındaki değişiklikler ve patolojik retina neovaskülarizasyonu (RSNV) yer alır ancak bunlarla sınırlı değildir 2,3,4. Bu nedenle, bu değişiklikleri hem deney hayvanları kullanılarak in vivo hem de insan hastalığındaki biyolojik ve biyokimyasal ortama benzer koşullar altında çeşitli retina hücrelerini kültürleyerek in vitro olarak incelemek için etkili yöntemler geliştirmek önemlidir. Araştırmacılar, retinal vasküler hastalıkların altında yatan moleküler ve hücresel mekanizmaları incelemek için çeşitli deneysel yaklaşımlar kullanabilirler. Bu yöntem koleksiyonunun amacı, çeşitli retina hastalıklarında normal vasküler gelişimi ve vasküler anormallikleri inceleme yöntemleri açısından görme bilimcilerinin ve oftalmologların uzmanlığını diğer araştırmacılarla paylaşmaktır.
Damsgaard ve ark. araştırmacıların kontrast madde kullanmadan göz damar sistemlerini üç boyutlu olarak görüntülemelerine olanak tanıyan, akışı geliştirilmiş bir ultrason yöntemi sunmaktadır5. Bu yöntem, pigmentli retinanın arkasındaki gözün görüntülenmesindeki stabilitesi nedeniyle diğer yöntemlerin sınırlamalarının üstesinden gelir. Yöntem Japon balıklarında gösterilmiş olmasına rağmen, çekirdekli kırmızı kan hücrelerine sahip diğer tüm deneysel türlere uygulanabilir. Bu yöntem, normal ve patolojik koşullar altında oküler kan damarlarını görselleştirmek için değerlidir ve oküler kan akışının incelenmesinde yardımcı olabilir. Ancak bu yöntem, memelilerde çekirdekli kırmızı kan hücrelerinin olmaması nedeniyle sınırlıdır. Bu nedenle, çekirdekli kırmızı kan hücrelerine sahip türlerle karşılaştırıldığında, akışı arttırılmış ultrason, memelilerde yalnızca kan akışı kontrastı üretir. Ayrıca bu yöntem, bulanık görüntüler ve artefaktlar oluşturabilen solunum hareketleri gibi hareket gürültüsüne karşı hassastır. Bu hareket gürültüsü, ileriye dönük veya geriye dönük geçitleme ile ayarlanabilir. Hem 2D hem de 3D çekimler için, yetersiz anestezi veya dengesiz bir dönüştürücü kurulumu nedeniyle hayvanın hareket etmesinden kaynaklanan hareket artefaktlarını sınırlamak çok önemlidir. Bu tekniğin geliştirilmesi, çekirdekli eritrositlere sahip omurgalıların büyük çoğunluğunda gözdeki derin damar ağlarının invazif olmayan in vivo incelemesinin yolunu açmaktadır.
Macouzet-Romero ve ark. tarafından sunulan yöntem, optik koherens tomografi (OKT)-anjiyografi6 kullanarak retina damarlarının maküla perfüzyon yoğunluğuna göreceli katkısını değerlendirmektedir. Bu yöntem, genişlemiş damarlardan dolaşım olan bir alanın oranını karakterize eder. Vasküler dilatasyonun patolojik durumlara bir yanıt olabileceğini unutmayın. Bu yaklaşım, dolaylı olarak vazodilatasyonu özetleyebilir ve diyabetik retinopati (DR), merkezi ven tıkanıklığı veya yaşa bağlı makula dejenerasyonu (AMD) gibi retinal vasküler hastalıklarda düşük oksijenasyonu dolaylı olarak tanımlayabilir. Bu yöntemi kullanan Macouzet-Romero ve ark.'nın6 en önemli bulguları, sağlıklı bireylerde retina kapillerlerinden daha büyük damarların retina dolaşımına katkısının %18,2 olduğudur. Bu nedenle, bu yüzde, retinal vasküler hastalıklara bağlı perfüzyon yoğunluğundaki erken değişiklikleri belirlemek için bir referans olarak kullanılabilir. Örneğin, arteriyel hipertansiyonu olan hastalarda katkı yüzdesi %2,6 ve diyabetli hastalarda %16,4 idi, bu da bu yöntemin vasküler anormalliklerle ilişkili retina hastalıklarının ilerlemesini değerlendirmek için potansiyel olarak kullanılabileceğini düşündürmektedir.
Subirada ve ark. oksijene bağlı retinopati (OIR) ve deneysel diyabet gibi iskemik retinopatilerin deneysel modellerinde vasküler değişikliklerin farklı parametrelerini (kapiller dejenerasyonun [avasküler alanlar], patolojik retina neovaskülarizasyonunun [neovasküler alanlar], retinal arteriyollerin dilatasyonu ve kıvrımlılığı) değerlendirir7. OIR'nin prematüre retinopatisini ve proliferatif diyabetik retinopatinin bazı yönlerini yeniden üretmesi dikkat çekicidir. Deneysel modellerde retina neovaskülarizasyonunun (RNV) veya kapiller dejenerasyonun derecesini ölçme yeteneği, altta yatan moleküler ve hücresel mekanizmaların incelenmesinin yanı sıra farmakolojik veya moleküler müdahalelerin olası terapötik etkilerinin test edilmesi için kritik öneme sahiptir. Özetle, bu makale klinik uygulamada dikkate alınan en ilgili vasküler parametrelerden bazılarını ölçmek için klasik, köklü ve tekrarlanabilir teknikler sunmaktadır.
Vaglienti ve ark. Müller glial hücrelerindereaktif oksijen türlerinin (ROS) seviyelerini ölçmek için yöntemler sunar 8. İskemik retinopatilerde retinal mikrovasküler disfonksiyonda oksidatif stresin rolü belirlenmiştir ve araştırmacıları reaktif oksijen türlerinin (ROS) hem in vivo hem de in vitro BRB ve RNV'nin parçalanmasına ne ölçüde katkıda bulunduğunu araştırmaya teşvik etmiştir 9,10,11,12. Vaglienti ve ark. reaktif oksijen türlerinin (ROS) hücre içi üretim seviyelerini değerlendirmek için 2',7'-diklorofloresein diasetat (DCFD) kullanır. Bu yöntem, DCFD'nin hücreye difüzyonuna ve ardından DCFD'nin ROS tarafından 2', 7' –diklorofloreseine (DCF) oksitlenmesine dayanır. DCF oldukça floresandır ve akış sitometrisi veya konfokal mikroskopi ile tespit edilebilir. Bu yöntem, hem retina hücrelerinde hem de dokularda ROS üretim seviyelerini görüntüleyebilir ve ölçebilir.
Tomaszewski ve ark. fare retina pigment epitel (RPE) hücrelerinin izolasyonunu ve büyümesini göstermektedir13. RPE hücreleri dış BRB'ye katkıda bulunur ve fotoreseptör hemostazı ve bütünlüğünde önemli bir rol oynar. RPE hücre disfonksiyonu, AMD ve DR dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere çeşitli retina hastalıklarının ayırt edici özelliğidir. Bu nedenle, sağlık ve hastalıkta RPE hücre fonksiyonunun in vitro çalışmaları, çeşitli vasküler retina hastalıklarının moleküler ve hücresel mekanizmalarını anlamak için kritik öneme sahiptir. Bu amaçla, primer RPE hücre izolasyonu, farklı göz hastalıklarının altında yatan mekanizmaları ve patogenezini incelemek ve bu hastalıklar için yeni terapötik uygulamalar önermek için önemli bir araç olabilir. Bu teknik, RPE hücre yapısı ve işlevindeki değişikliklerin ve bunların AMD ve DR'de dış BRB üzerindeki etkilerinin incelenmesini sağlar. Ayrıca teknik, vahşi tip C57BL6 farelerinden ve farklı genetiği değiştirilmiş farelerden izole edilen RPE hücrelerindeki değişiklikleri incelemek ve AMD14 için terapötik hedefler olarak farklı farmakolojik bileşikleri test etmek için uygulanabilir.
Elmasry ve ark. retina eksplantlarını uzun bir süre kültürleyerek nörovasküler retina hastalıklarını incelemek için kullanılabilecek bir ex vivo deneysel model sunmaktadır15. Bu ex vivo sistemde, retina eksplantları kültürde 2 haftaya kadar sağlam vasküler ve glial ağlar ve retina nöronları sunar. Organotipik retina eksplantları, DR ve dejeneratif retina hastalıkları gibi retina hastalıklarını incelemek için güvenilir bir araç olarak ortaya çıkmıştır 16,17. Mevcut diğer tekniklerle karşılaştırıldığında, retinal eksplantların kullanımı, çeşitli retina hücreleri (örneğin, vasküler, glial ve nöronal hücreler) arasındaki karışmanın aynı biyokimyasal parametreler altında ve sistemik değişkenlerden bağımsız olarak incelenmesine izin veren benzersiz bir özellik ekleyerek hem in vitro retina hücre kültürlerini hem de in vivo hayvan modellerini destekler. Eksplant kültürleri, çeşitli retina hücrelerini aynı ortamda bir arada tutar ve hücreler arası fiziksel ve moleküler etkileşimleri korur. Ayrıca, çalışmalar retina eksplantlarının kültürlenmiş retina hücrelerinin morfolojik yapısını ve işlevselliğini koruyabildiğini göstermiştir. Özetle, retina eksplantları, diyabetik retinopati (DR) veya prematüre retinopatisinde (ROP) gözlenenlere benzer şekilde, hiperglisemi ve hipoksi gibi biyokimyasal değişikliklere yanıt olarak çeşitli retina hücreleri arasındaki karışmayı araştırmak için uygun bir platform sağlayabilir. Bu yaklaşım aynı zamanda terapötik müdahalelerin kısıtlı bir biyokimyasal ortamda test edilmesine de olanak tanır. Retina eksplant kültürü, çok sayıda farmakolojik manipülasyona izin veren ve retina hastalıklarının çeşitli moleküler mekanizmalarını ortaya çıkarabilen kontrol edilebilir bir teknik ve çok esnek bir deneysel modeli temsil eder.