Antioxidant nanoparticles for the treatment of age-related macular degenerationpreclinical studies in the dkord8 mouse model

Resumen

La Degeneración Macular Asociada a la Edad (DMAE) es una enfermedad ocular degenerativa de aparición tardía que afecta a la retina central y causa una pérdida progresiva de visión. La DMAE es una enfermedad multifactorial en la que el envejecimiento es uno de los principales factores de riesgo y en la que el estrés oxidativo, la autofagia y el sistema inmunitario tienen una importante relevancia en su patogénesis. La exposición constante a la luz que sufre la mácula exige una elevada actividad metabólica por parte de los fotorreceptores y del EPR, lo que genera niveles elevados de estrés oxidativo con un incremento de las especies reactivas de oxigeno (ROS). Esto induce cambios en la retina, incluyendo la acumulación de lipofuscina, una desregulación de la autofagia, la presencia de drusas e inflamación crónica; cosa que acaba causando la muerte del EPR y de los fotorreceptores. Aunque es la principal causa de ceguera en países desarrollados, aun no existe un tratamiento efectivo para la DMAE. La falta de conocimiento sobre los mecanismos implicados en la aparición de la enfermedad así como la falta de modelos animales recapitulando el fenotipo han sido los principales obstáculos. En los últimos años, los compuestos antioxidantes han adquirido importancia dado el rol que el estrés oxidativo juga en la aparición de la DMAE. Bajo estas premisas, los objetivos de esta tesis han estado (i) la generación y caracterización del ratón Ccl2-/-; Cx3cr1-/-; Crb1rd8/rd8, un modelo murino para DMAE; y (ii) el desarrollo de una terapia basada en nanopartículas con gran capacidad antioxidante. En primer lugar, generamos el modelo Ccl2-/-; Cx3cr1-/-; Crb1rd8/rd8 o DKOrd8 a partir de los knockout simples. Mediante su monitorización in vivo y caracterización post-mortem, observamos cómo los ratones DKOrd8 presentaban varias características fenotípicas típicas de la DMAE al mes de edad. Los ratones DKOrd8 presentaban alteraciones en el hemisferio inferior del fondo de ojo con disrupción de la capa de fotorreceptores y una disminución progresiva de su grosor. Mediante inmunofluorescencia observamos una acumulación de microglía en el espacio subretiniano y migración hacia las lesiones de la retina y un incremento de gliosis. Además, los ratones DKOrd8 exhibían alteraciones en el patrón de expresión génica, con afectación en genes relacionados con el estrés oxidativo, el sistema inmunitario y las funciones neuronales entre otros. En relación al desarrollo de la terapia antioxidante, sintetizamos unas nanopartículas antioxidantes (AOxNPs) no tóxicas con capacidad reproducible de disminuir los niveles intracelulares de ROS en cultivos in vitro. Además, establecimos la administración tópica como una ruta eficiente para la llegada a la retina, comparable a la inyección intravítrea. Finalmente, el tratamiento tópico con AOxNPs en los ratones DKOrd8 demostró ser efectivo, consiguiendo revertir el patrón de expresión alterado, disminuir la infiltración de microglía y prevenir el adelgazamiento de la capa nuclear externa. En conjunto, en este trabajo hemos conseguido generar un modelo fiable que presenta ciertas características típicas de la DMAE y hemos demostrado el efecto beneficioso de la administración tópica de las AOxNPs en la mejora de las características patológicas del modelo.