Diabetes

Razionale: La mancanza di modelli animali per le fasi avanzate della retinopatia diabetica ha finora costituito un serio limite alla ricerca dei meccanismi patogenetici e di potenziali terapie mirate per le forme ad alto rischio, quali la retinopatia proliferante (indagata con modelli di retinopatia della prematurità) e l’edema maculare diabetico. Infatti, i vari modelli murini finora utilizzati riproducono solo alcune delle anomalie iniziali (perdita di periciti, occlusioni capillari, ispessimento della membrana basale capillare, microaneurismi) ma non arrivano ai quadri conclamati osservati nell’uomo, anche perché la struttura anatomo-funzionale della retina e del suo albero vascolare nei roditori e negli altri animali finora utilizzati è molto diversa da quelle umane.
Obiettivo: In questo lavoro viene proposto il marmoset o Callithrix jacchus come modello sperimentale di retinopatia. Si tratta di un primate di piccole dimensioni, 400 grammi, dotato però di occhi in proporzione molto grandi, circa la metà di quelli umani, e soprattutto simili per struttura, essendo dotati in particolare di una macula.
Metodi: Quattro marmoset sono stati mantenuti a dieta ricca di galattosio (30% dell’apporto calorico) per 2,5 anni, mentre altri 2 sono stati mantenuti a dieta normale, come controlli. Ogni 3-4 mesi è stato valutato lo spessore della retina maculare mediante tomografia a coerenza ottica (OCT) e, al termine della sperimentazione, le retine sono state studiate mediante digestione tripsinica (valutazione del rapporto cellule endoteliali/periciti, capillari acellulari, perdita di periciti e tortuosità vascolare), microscopia elettronica a trasmissione (spessore della membrana basale capillare), permeabilità alla fluoresceina iniettata immediatamente prima dell’uccisione e analisi delle proteine mediante Western blot.
Risultati: La valutazione anatomica ha confermato la presenza di una depressione foveale, di un’area perifoveale avascolare e di un rapporto endotelio:periciti di 1:0,9, molto simili a quelli dell’occhio umano. La dieta ricca di galattosio ha inoltre indotto livelli glicemici e di HbA1c (215 ± 64 mg/dL, 8.7 ± 1.8%) nettamente superiori rispetto alla dieta di controllo (98 ± 18 mg/dL, 5.03 ± 1.9%). Negli animali trattati con galattosio si sono sviluppati microaneurismi, capillari acellulari e perdita di periciti; lo spessore della membrana basale capillare era aumentata  (244 ± 30 nm vs.147 ± 34 nm, p<0.02) e al Western blot risultava maggiore l’espressione di fibronectina. Lo studio delle retine mostrava una maggiore diffusione della fluoresceina e le immagini seriate all’OCT hanno documentato un progressivo ispessimento retinico negli animali a dieta ricca di galattosio, in uno dei quali si sono manifestati segni di edema cistoide con accumulo di fluido intraretinico e sovvertimento dello strato dei fotorecettori.
Potenziali limiti: Si tratta di un primo studio di fattibilità con una casistica molto limitata, nella quale, invece di indurre il diabete mediante streptozotocina, si è preferito utilizzare la galactose-rich diet, intervento  utilizzato fin dagli anni 60-70 nei cani e che ha dimostrato di indurre alterazioni retiniche simil-diabetiche, come ben dimostrato anche nel presente lavoro. Il vantaggio è sicuramente legato alla minor tossicità.
Commento editoriale: Se questi dati verranno confermati, si sarà reso disponibile un modello di retinopatia diabetica molto più vicino all’anatomia e fisiopatologia umane di quanto finora possibile. I marmoset sono primati di relativamente facile gestione, il loro genoma è stato sequenziato e già sono state descritte varianti transgeniche, con tutti i potenziali vantaggi che ne conseguono. Mentre in altri animali, come i cani o i primati antropomorfi, la retinopatia può impiegare anche 10-15 anni a svilupparsi, nel marmoset le tempistiche sono ridotte ma sempre più compatibili con la patologia umana che non in quei modelli nei quali alterazioni capillari indotte nell’arco di pochi mesi mediante squilibri metabolici estremi vengono studiate nei roditori. Rimane anche da indagare meglio il meccanismo con cui le diete ricche di galattosio inducono danni simili alle complicanze diabetiche, un terreno ancora poco esplorato nella ricerca delle cause delle complicanze microangiopatiche.

A cura di Massimo Porta

Chronopoulos A, Roy S, Beglova E, Mansfield K, Wachtman L, Roy S. Hyperhexosemia-Induced Retinal Vascular Pathology in a Novel Primate Model of Diabetic Retinopathy. Diabetes 2015;64:2603–2608