Diabetes

Introduzione: Altrazioni precoci della neuroretina costituiscono un evento precoce nella storia naturale della retinopatia diabetica (DR). Nella retina umana ed in quelle di topi db/db si assiste ad una abbondante espressione dei recettori per il GLP-1. Poiché il GLP-1 ha dimostrato effetti neuroprotettivi nel sistema nervoso centrale e la retina ne è ontogeneticamente derivata in questo lavoro si sono valutati gli effetti dei GLP-1 agonisti sulla retina.
Scopo: Gli scopi specifici di questo lavoro sono stati: 1) valutare l’espressione ed il contenuto di recettore per il GLP-1 in retine umane e di topo db/db; 2) determinare gli effetti protettivi a livello neuroretinico della somministrazione sistemica e topica (colliri) di agonisti del GLP-1 nei topi db/db; e 3) valutare i meccanismi attraverso i quali si manifesta l’effetto neuroprotettivo.
Materiali e Metodi: Campioni di retine umane sono stati ottenuti da 8 donatori diabetici ed 8 non diabetici. Da esse veniva estratto RNA codificante per GLP-1 attraverso reazioni di trascrizione inversa e successivamente si procedeva alla estrazione proteica dai campioni di neuroretina. La localizzazione di GLP-1 e dei relativi recettori veniva eseguita sui preparati retinici tramite metodica immunoistochimica. Lo studio su animali db/db prevedeva il trattamento locale con liraglutide (400 ug/kg/die) o soluzione fisiologica allo 0.9% somministrate sulla superficie corneale bid per 15 giorni. Simile procedura veniva eseguita con GLP-1 nativo (400 ug/kg/die), lixisenatide (20 ug/kh/die) ed exenatide (40 ug/kg/die).  Il materiale oculare murino veniva poi sottoposto ad analisi immunoistochimica per la ricerca della glicoproteina fibrillare acida gliale; la valutazione dell’apoptosi era eseguita tramite il metodo TUNEL e la quantificazione della concentrazione del glutammato era condotta con cromatografia liquida ad altissima performance (UPLC).
Risultati: La somministrazione topica di GLP-1 nativo e di GLP-1 agonisti differenti (liraglutide, lixisenatide ed exenatide) ha dimostrato di prevenire manifestazioni di neurodegenerazione retinica quali attivazione gliale, apoptosi neuronale ed anomalie elettroretinografiche nei topi db/db. Questo effetto era associato ad una significativa riduzione della concentrazione di glutammato extracellulare (elevato nelle retine diabetiche), riduzione del suo trasportatore principale GLAST, e blocco della iper-espressione di marcatori pro-apoptotici e pro-infiammatori (iNOS, Fas-L, Caspasi 8, P53/p-P53, Bax, elevati nei diabetici) insieme ad iperespressione di segnali per la sopravvivenza cellulare (Bcl-xL ipoespressi nei diabetici). L’effetto neuroprotettivo è stato osservato in totale assenza di effetto ipoglicemizzante.
Conclusioni: Questi risultati suggeriscono che l’attivazione del recettore del GLP-1 può prevenire la neurodegenerazione retinica precoce nel diabete sperimentale. Questi risultati possono rappresentare un nuovo approccio per la prevenzione degli stadi iniziali della retinopatia diabetica.
Commento editoriale: Studio molto elegante che, per la prima volta, dimostra l’espressione di GLP-1 e dei suoi recettori a livello della retina umana (in particolare nello strato delle cellule ganglionari), con valori anche superiori a quelli identificati nel fegato o nell’intestino, e che altresì dimostra una loro down-regulation in retine di donatori diabetici. In modo particolare i ricercatori riescono a dimostrare un effetto diretto del GLP-1 nativo e di differenti agonisti nella prevenzione della neuro-degenerazione retinica, attraverso la riduzione sia dell’attivazione gliale che della apoptosi cellulare. L’effetto appare essere direttamente legato alla azione locale del GLP-1 e non in relazione ai possibili effetti ottenuti dal miglioramento del compenso metabolico, perché esso si conferma con l’uso topico (collirio) di GLP-1 nativo e di GLP-1 agonisti, che tramite tale via di somministrazione non presentano effetto anti-iperglicemico.
Interessanti sono anche le speculazioni sui meccanismi attraverso i quali  i GLP-1 agonisti svolgerebbero il loro effetto neuroprotettivo. Le concomitanti riduzione di glutammato ed iperespressione di vie pro-vitali ottenute con i GLP-1 analoghi rappresenterebbero infatti una innovativa e stimolante via di prevenzione della neurodegenerazione retinica precoce nel diabete.

A cura di Massimo Porta e Paolo Fornengo per il Gruppo di Studio Complicanze Oculari del Diabete

Hernández C, Bogdanov P, Corraliza L, García-Ramírez M, Solà-Adell C, Arranz JA, Arroba AI, Valverde AM, Simó R. Topical Administration of GLP-1Receptor Agonists Prevents Retinal Neurodegeneration in Experimental Diabetes. Diabetes 2016;65:172–187