Das Retinale Pigmentepithel – Physiologie und Pathologie (German Edition)

Dieses Buch bietet eine aktuelle Quelle zu einem der Hauptakteure bei Netzhauterkrankungen - dem Retinalen Pigmentepithel (RPE). Im gesamten Buch werden die physiologische und die pathologische Funktion des RPE gleichberechtigt behandelt, um dem Leser zu helfen, das RPE als Ganzes zu verstehen. Darüber hinaus werden die Entwicklung des RPE in Diagnostik und Therapie sowie einige praktische Erkenntnisse über experimentelle RPE-Modelle behandelt. Retinal Pigment Epithelium in Health and Disease hebt neue Erkenntnisse der RPE-Forschung hervor und enthält den aktuellen Wissensstand zu jedem vorgestellten RPE-Thema. Dieses wichtige Merkmal hebt dieses Buch von anderen Publikationen ab, da die Kapitel nach einem Schema aufgebaut sind, das vom Allgemeinen zum Speziellen führt, um eine präzise Sammlung der bekannten Fakten zu bieten. Die Kapitel sind von namhaften Experten verfasst, die derzeit als Berater, Grundlagenwissenschaftler und Gruppenleiter auf dem Gebiet tätig sind undso eine fachkundige Anleitung zu den aktuellen Aspekten und Zukunftsaussichten dieses Themas bieten. Vorwort Inhaltsverzeichnis Über die Herausgeber Teil I Physiologische RPE-Funktion 1 RPE-Histopathologie und Morphometrie Einleitung Normale Histologie Zellmorphometrie Pleomorphismus, Polymegatismus Räumliche Verteilung, Topographie Pathologie Altersbedingte Veränderungen Degenerationen Biometriebezogene Veränderungen Altersbedingte Makuladegeneration Retinale Dystrophien Proliferative Retinopathien Erkrankungen der Mitochondrien RPE-Tumore Literatur 2 RPE-Polarität und Barrierefunktion Einleitung Die Blut-Retina-Schranke (BRB) ist ein Teil der Blut-Hirn-Schranke (BBB) Eigenschaften einer Blut-Gewebe-Schranke Epitheliale Beiträge zur Blut-Retina-Schranke (BRB) Differenzierung vs Reifung In Vivo und in Kultur Was ist eine RPE-Zelle? Reifung der RPE-Barrierefunktion bei Hühnerembryonen und kleinen Säugetieren Reifung der RPE-Barrierefunktion beim Menschen Die Struktur von Tight Junctions und Wege für gelöste Stoffe, um sie zu durchqueren Protein-Zusammensetzung Claudine sind Hauptbestimmungsfaktoren für die Selektivität und Durchlässigkeit von Tight Junctions Claudine regulieren zusätzliche Signalwege der Barrierefunktion durch Auswirkungen auf die Genexpression Analyse der parazellulären Barrierefunktion Durchdringung von Polymeren Lösungsmitteln Elektrophysiologische Untersuchungen Analyse von RPE-Tight Junctions durch mehrere Assays Das Zusammenspiel von Tight Junctions und Membrantransportern Retinale Pathologie und RPE Schlussfolgerungen Literatur 3 RPE-Phagozytose Einleitung Experimentelle Ansätze zur Quantifizierung der Phagozytosefunktion des RPE Molekulare Mechanismen der RPE-Phagozytose Erkennung und Bindung von POS durch RPE-Zellen Zelloberflächenrezeptoren und RPE-Signalwege, die die POS-Internalisierung vermitteln Verarbeitung und Abbau von phagozytierten POS durch RPE-Zellen Mängel in der POS-Clearance-Phagozytose durch RPE-Zellen und menschliche Netzhauterkrankungen Ausblick Literatur 4 Ionenkanäle des retinalen Pigmentepithels Einleitung Ionische Mechanismen der RPE-Funktion Epithelialer Transport Ionenkanäle, die zum transepithelialen Ionentransport durch das RPE beitragen K+-Pufferung im subretinalen Raum Ionenkanäle, die zur Kontrolle der subretinalen K+-Homöostase beitragen Ca2+-Signalgebung zur Regulation der RPE-Funktionen Sekretion Epithelialer Transport Phagozytose Zusammenfassung Literatur 5 RPE und der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor (VEGF) Der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor (VEGF) RPE-abgeleitete VEGF-Funktion in der gesunden Retina Entwicklung Erwachsene Retina RPE-abgeleitetes VEGF in der erkrankten Retina Regulation von VEGF im RPE Konstitutives VEGF Hypoxie Oxidativer Stress und Hyperglykämie Entzündung Hyperthermie Schlussfolgerung Literatur 6 Die RPE-Zelle und das Immunsystem Einführung RPE-Zelle: Rolle in der okulären angeborenen Immunität Bestandteile der angeborenen Immunität Toll-Like Rezeptoren Zytokine Komplement RPE-Zelle: Eine Wächterzelle und angeborene Immunität RPE-Zelle und Mikroglia-Interaktionen Beteiligung von RPE-Zellen an der Immunregulation RPE-Zelle: Rolle in der okulären adaptiven Immunität Immunologische Werkzeuge, die zu RPE-Entdeckungen führen Zukünftige Richtungen und klinische Anwendungen Literatur Teil II Das RPE in Krankheit 7 Das RPE in der Myopie-Entwicklung Einleitung RPE-Veränderungen bei hoher Myopie und verwandter Pathologie beim Menschen Rolle des RPE bei der Augenwachstumsregulation und Myopie: Experimentelle Studien Lokale Regulation des Augenwachstums und RPE als Vermittlungsstation Wachstumsfaktoren und Augenwachstumsregulation TGF-βs BMPs Andere Wachstumsfaktoren Neurotransmitter und Augenwachstumsregulation Dopamin Acetylcholin (ACh) Glukagon und vasoaktives intestinales Peptid (VIP) Ionen, Ionenkanäle und Regulierung des Augenwachstums Morphologische Veränderungen in RPE bei experimenteller Myopie Zusammenfassung Literatur 8 Retinales Pigmentepithel bei proliferativen Erkrankungen Einführung Retinales Pigmentepithel und Retinale Proliferative Erkrankungen RPE und Fibrose Retinale Pigmentepithelzellen und epithelial-mesenchymale Transition Transforming Growth Factor-β Platelet-Derived Growth Factor Gerinnungskaskade Hypoxie und Glukose RPE-Monolayer-Disruption Regulation durch Mikro-RNA RPE und Myofibroblasten Dedifferenzierung durch andere Zelltypen RPE und Entzündung Zytokine/Chemokine, die vom RPE produziert werden Adhäsionsmolekül-Expression durch RPE RPE und Angiogenese Schlussfolgerung Literatur 9 Retinales Pigmentepithel bei altersbedingter Makuladegeneration RPE in der Pathologie von AMD Funktionen von RPE-Zellen Oxidativer Stress im RPE Proteasomen und lysosomale Autophagie bei AMD Wechselspiel zwischen endoplasmatischem Retikulum, Mitochondrien und Lysosomen Kompromittierte Funktionalität von Lysosomen Predisponiert RPE-Zellen zur Inflammasom-Aktivierung Oxidativer Stress treibt und vermittelt Inflammasom-Aktivierung im RPE Schlussfolgerungen Literatur 10 Retinales Pigmentepithel in Gesundheit und Krankheit: Reifung, Alterung und altersbedingte Makuladegeneration Einleitung RPE-Entwicklung RPE-Differenzierung Wingless-Related Integration Site „Wnt“-Expression Mitf (Microphthalmia Associated Transcription Factor) RPE-Proliferation und Transdifferenzierung RPE Postnatal und in der Adoleszenz Vom gealterten zum erkrankten RPE Zusammenfassung und Ausblick Literatur 11 Geschlechtsbedingte Unterschiede im retinalen Pigmentepithel und retinalen Erkrankungen Geschlechts- und geschlechterbasierte Unterschiede bei Netzhauterkrankungen Retina/RPE-Funktion und Geschlechtsunterschiede Hormonregulation und Augengesundheit Natürliche Hormone Hormonregulation und RPE/Netzhautgesundheit Zugeführte Hormone Vorklinische Studien Autoimmunerkrankungen und Retina/RPE-Gesundheit Zusammenfassung Literatur Teil III Das RPE in der Diagnostik 12 RPE in SD-OCT Einführung OCT-Technologie Time-Domain OCT Spektral-Domain OCT Swept Source-OCT OCT-Angiographie SD-OCT und RPE-Absorptionsspektrum Scan-Muster Interpretation der OCT Qualitative Bewertung Quantitative Bewertung OCT-Merkmale von RPE und Bruch-Membran (BM) Systematische Überprüfung von RPE-Pathologien in SD-OCT RPE-Abhebung Seröse RPE-Abhebung (sPED) Fibrovaskuläre RPE-Abhebung (fPED) Choroidale Polypoidale Vaskulopathie (PCV) RPE-Riss Zentrale Seröse Chorioretinopathie (CSCR) Drusen Retikuläre Drusen (Harte Drusen) Weiche Drusen Retikuläre Pseudodrusen RPE-Verdickung RPE-Verdickung durch Neovaskularisation Altersbedingte CNV (nAMD) Myopische CNV Pachychoroide CNV (PNV) RAP RPE-Verdickung aufgrund von Ablagerungen Musterdystrophie: APMD (Adult Onset Pseudovitelliforme Makuladystrophie) Best-Krankheit (Vitelliforme Krankheit) RPE-Atrophie Geographische Atrophie (GA) Stargardt-Krankheit und Fundus Flavimaculatus Choroideremie Sekundärer toxischer RPE-Schaden Solar-/Laser-Retinopathie Poppers-Makulopathie Zusammenfassung und zukünftige Entwicklungen Literatur 13 RPE-Autofluoreszenz Einleitung RPE-Fluorophore Lipofuszin Melanin/Melanolipofuszin Fundus-Autofluoreszenz-Bildgebung in vivo Konfokales Scanning-Laser-Ophthalmoskop (cSLO) Modifizierte Fundusfotografie Infrarot-Nahfundus-Autofluoreszenz Normale Fundus-Autofluoreszenz Pathologische Fundus-Autofluoreszenz Autofluoreszenz-Bildgebungsvorrichtungen ex vivo Fluoreszenzmikroskopie Strukturierte Beleuchtungsmikroskopie Literatur Teil IV Das RPE in der Therapie 14 RPE und Stammzelltherapie Einführung Zellbasierte Therapie für RPE Differenzierung von RPE aus humanen pluripotenten Stammzellen Charakterisierung von Stammzell-abgeleiteten RPE-Zellen Human PSC-RPE Transplantationsstudien in Tiermodellen Injektionsbasierte Transplantation RPE-Blatt-Transplantation Klinische Studien mit HPSC-RPE-Zellen Zukunftsperspektiven für RPE-Zelltherapie Literatur 15 RPE und Gentherapie Einführung Derzeit angewandte gentherapeutische Strategien für das RPE Genübertragung auf das RPE AAVs Lentivirus-basierte Vektoren Adenovirus-basierte Vektoren Nanopartikel Ubiquitärer Versus Zelltyp-spezifischer Promoter Gen-Therapie für RPE-basierte erbliche Netzhauterkrankungen RPE65-Defizienz Choroiderämie MERTK-Mangel Bestrophinopathien Genom-Editing bei MERTK-Defizienz Gen-Therapie für RPE-basierte altersbedingte erworbene Netzhauterkrankungen Zielrichtung Komplementsystem Zielrichtung VEGF Schlussfolgerungen und weiterer Ausblick Literatur 16 RPE und Laser Einführung Physik der Laser-Gewebe-Interaktion Photothermischer Effekt Photomechanischer Effekt Photochemischer Effekt Konzepte der RPE-Laserbehandlung Klassische kontinuierliche Laser-Photokoagulation Dosimetrie Überschwellige Laserbehandlung Unterschwellige Laserbehandlung Ultrastrukturelle Aufarbeitung Histologie Optische Kohärenztomographie Fluoreszenzangiographie Wundheilung Biologische Reaktion Selektive RPE-Behandlung Dosimetrie Biologische Reaktion Aktuelle Standard-Klinische Lasersysteme Literatur Teil V Experimentelle RPE-Modelle 17 Zellkultur des retinalen Pigmentepithels Einleitung Herausforderungen der RPE-Zellkultur Heterogenität der RPE-Zellkultur Zelllinien Primärzellen Humane fetale RPE-Zellen Adulte RPE-Zellen Adulte menschliche RPE-Zellen Erwachsene porzine RPE-Zellen Kokultursysteme Schlussfolgerung Literatur 18 Organkultur des retinalen Pigmentepithels Geschichte der RPE-Organkultur Spender des Auges Art des Explantats Allgemeines Prinzip für die Vorbereitung der RPE-Organkultur Augenschale RPE-Choroid-Sklera-Organkultur RPE-Choroid-Organkultur Kokultivierung mit Neuroretina Art des Kultursystems Statische Kultur Perfusionskultur Kulturmedium Erhalt und Veränderung des RPE in der Organkultur Morphologischer Erhalt und Veränderung Metabolische/Funktionelle Erhaltung und Veränderung Anwendung der RPE-Organkultur in Grundlagenstudien RPE-Wundheilung Gewebereaktionen auf Laserbestrahlung Phagozytose-Aktivität Pharmazeutische Forschung Transepithelialer Transport/Potential Zytokin-Sekretion Zwei-Photonen-Mikroskopie und Fluoreszenzlebensdauer-Bildgebungsmikroskopie Schlussfolgerung Literatur 19 Tiermodelle von Erkrankungen des retinalen Pigmentepithels Einführung Überblick über die Struktur und Funktion des RPE Normale Funktionen der Bruch-Membran Modellierung von erblichen Netzhauterkrankungen, die mit dem RPE in Verbindung stehen Retinitis Pigmentosa: Eine Familie von erblichen Netzhautdegenerationen Mutationen, die die Phagozytose von Außensegmenten beeinflussen Lebersche kongenitale Amaurose: Schwere Netzhautdegenerationen in Verbindung mit Mutationen, die den Retinoidzyklus beeinflussen Erbliche Makuladegenerationen Morbus Stargardt Erbliche Makuladegenerationen in Verbindung mit Bestrophin 1 Sorsby Fundus Dystrophie Doynes Wabenförmige Netzhautdystrophie Andere seltene erbliche Zapfen-Stäbchen-Degenerationen, die in Mäusen modelliert werden können Störungen, die mit Anomalien in Melanin/Melanosom-Synthese oder -Transport verbunden sind Modellierung von Veränderungen im RPE in Bezug auf AMD Frühe altersbedingte Makuladegeneration bei Primaten Erkrankungen der Retina in Verbindung mit der Anhäufung von Lipofuszin im RPE Mausmodelle in Verbindung mit Verdickung der Bruch-Membran Mausmodelle in Verbindung mit oxidativem Stress Pharmakologische und transgene Modelle in Verbindung mit RPE-Dysfunktion Chloroquin-Toxizität Modellierung der RPE-Veränderung in Reaktion auf selektive Genmodifikation Schlussfolgerungen Literatur Dieses Buch bietet eine aktuelle Quelle zu einem der Hauptakteure bei Netzhauterkrankungen - dem Retinalen Pigmentepithel (RPE). Im gesamten Buch werden die physiologische und die pathologische Funktion des RPE gleichberechtigt behandelt, um dem Leser zu helfen, das RPE als Ganzes zu verstehen. Darber hinaus werden die Entwicklung des RPE in Diagnostik und Therapie sowie einige praktische Erkenntnisse ber experimentelle RPE-Modelle behandelt. Retinal Pigment Epithelium in Health and Disease hebt neue Erkenntnisse der RPE-Forschung hervor und enthlt den aktuellen Wissensstand zu jedem vorgestellten RPE-Thema. Dieses wichtige Merkmal hebt dieses Buch von anderen Publikationen ab, da die Kapitel nach einem Schema aufgebaut sind, das vom Allgemeinen zum Speziellen fhrt, um eine przise Sammlung der bekannten Fakten zu bieten. Die Kapitel sind von namhaften Experten verfasst, die derzeit als Berater, Grundlagenwissenschaftler und Gruppenleiter auf dem Gebiet ttig sind und so eine fachkundige Anleitung zu den aktuellen Aspekten und Zukunftsaussichten dieses Themas bieten.