Electrophysiological toxicity-testing of intravitreally applied drugs using the model of the isolated, superfused vertebrate retina

Die AMD stellt die häufigste Erblindungsursache in der industrialisierten Welt für Menschen, die älter als 65 sind, dar. 25 Millionen Individuen sind betroffen. Die exsudative Form der AMD ist durch Neovaskularisationen und einen schnell progredienten Visusverlust charakterisiert. In den letzten Jahren wurden neue, intravitreal zu applizierende Medikamente entwickelt, die sich pharmakologisch gegen diese Neovaskularisationen oder deren Komplikationen richten. In dieser Arbeit wurden die retinalen Biokompabilitäten von Triamcinolon, einem kristallinen Depot-Kortikosteroid, der VEGF Antikörper Bevacizumab und Ranibizumab, sowie des rt-PA, einer fibrinolytischen Substanz, in Organkultur untersucht. Allen diesen Pharmaka ist gemein, dass sie intravitreal appliziert werden und Ihren Effekt über den direkten Kontakt mit der Retina ausüben. Trotz millionenfacher Anwendung lagen bisher noch keine ausreichenden Daten zur Biokompabilität vor. Für diese Untersuchung wurde die perfundierte, isolierte, bovine Retina verwendet, ein Verfahren, mit dem es möglich ist, den Einfluss eines Pharmakons auf die Netzhautfunktion anhand elektrophysiologischer Ableitungen zu testen. Mit diesem Modell kann man Untersuchungen durchführen, die den in-vivo Bedingungen im Vergleich zu allen anderen existierenden Modellen am nächsten kommen. Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen ergaben, dass die Kombination aus 20 µg/ml rt-PA und 0,25 mg/ml Bevacizumab, außerdem1 mg/ml Ranibizumab, sowie 4 mg/ml Triamcinolon keinen signifikanten toxischen Effekt bei direktem Kontakt mit der neurosensorischen Retina haben. Mit diesen Ergebnissen liegen erstmals nachgewiesene unbedenkliche Konzentrationen dieser Pharmaka vor, die anhand einer perfundierten Organkultur ermittelt wurden und damit eine bessere Übertragbarkeit auf die in tivo Situation beim Menschen erlauben als Zellkultur-Ergebnisse. Insbesondere im Hinblick auf die Off-Label Anwendung (Bevacizumab, rt-PA, Triamcinolon) sind diese Grenzkonzentrationen klinisch relevant. In dieser Arbeit wurden nur kurzfristige Effekte untersucht, über Langzeiteffekte kann keine Aussage getroffen werden.Age related macular degeneration is one of the most common causes of blindness in industrialized countries for the population over 65 years of age. More than 25 million individuals are affected. Wet AMD ist charaterized by neovascularizations and a rapid loss of visual acuity. In the last years, intravitreally injected drugs have been developed that target the new vascularizations. This study examined the retinal biocompability of triamcinolone – a corticosteroid -, the VEGF-antibodies bevacizumab and ranibizumab as well as rt-PA. all those substances have in common, that they are injected intravitreally and interact with the retina directly. Although used on millions of patients no satisfying data regarding biocompability have been published yet. For this study the isolated, superfused, bovine retina was used. We were able to examine the effect of one substance using electrophysiology. This model is very close to the in-vivo situation. The results from this study showed, that the combination of 20 µg/ml rt-PA and 0,25 mg/ml Bevacizumab, a concentration of 1 mg/ml Ranibizumab and 4 mg/ml Triamcinolon exerted no toxic effects upon direct contact with the retina. Those results show safe dosages for clinical use for the first time using a superfused organculture. They have a closer relationship to the in-vivo situation in human than do cell culture experiments. Especially regarding the lff-label use of bevacizumab, rt-PA and triamcinolone, those concenrationes are relevant. Results in this work only revealed short term effects and did not long term toxicity