Retinal Pigment Epithelium Heating Treatment for Age-Related Macular Degeneration
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2019-08-19
Department
Major/Subject
Biomedical Engineering
Mcode
SCI3059
Degree programme
Master’s Programme in Life Science Technologies
Language
en
Pages
108 + 7
Series
Abstract
Age-related macular degeneration (AMD) is a degenerative disease of retina. The pathogenesis of AMD is not known, but several mechanisms have been proposed. This Master’s thesis introduces theories related to reduced nutrient and oxygen delivery to retina, chronic inflammation, oxidative stress and malfunction of mechanisms maintaining protein homeostasis. Laser heating treatment of the retina is promising treatment modality for AMD. Heating of retina has been observed to induce several changes in the retinal cells. One of the observed changes is heat shock response. During the heat shock response, cells produce heat shock proteins (HSPs) that maintain protein homeostasis, inhibit inflammatory response and prevent cell death. Heat shock induction after laser heating may offer a novel therapeutic approach to prevent the progression of AMD. The treatment temperature and duration have to be selected carefully. The temperature needs to be sufficiently high to induce heat shock response but low enough to prevent cell death. With longer treatment duration, lower temperature is needed. This Master’s thesis utilizes electroretinography (ERG) based method to assess retinal temperature during treatment. The purpose of this Master’s thesis was to study how laser heating treatment affects the retinal function in mice. We found substantial variation in power needed to reach the same temperature increase in different mice. This finding supports the usage of temperature determination method during heating treatment. Histological analysis revealed increased HSP expression and signs of cell death within the heated area. The amount of HSP correlated with the used heating laser power.Silmänpohjan ikärappeuma on silmän verkkokalvoa rappeuttava sairaus. Sairauden syntymekanismia ei tunneta, mutta siitä on esitetty useita teorioita. Tässä työssä esitellään silmänpohjan ikärappeuman syntyyn liittyviä teorioita, jotka käsittelevät muutoksia verkkokalvon ravinteiden ja hapen saannissa, kroonista tulehdusreaktiota, oksidatiivista stressiä ja solujen proteiinitasapainon säätelytekijöiden häiriöitä. Verkkokalvon lämmittäminen laserilla on lupaava hoitomuoto silmänpohjan ikärappeumalle. Verkkokalvon lämmityksen on havaittu aiheuttavan useita muutoksia verkkokalvon soluissa. Eräs havaituista muutoksista on lämpöshokkireaktio, jossa solut tuottavat lämpöshokkiproteiineja. Lämpöshokkiproteiinit ylläpitävät solun proteiinitasapainoa, säätelevät tulehdusreaktiota sekä ehkäisevät solukuolemia. Lämpöshokkiproteiinien eritys lämmityshoidon jälkeen saattaa tarjota uuden hoitomuodon silmänpohjan ikärappeuman etenemisen pysäyttämiseksi. Hoidon aikainen verkkokalvon lämpötila ja hoidon kesto on valittava huolellisesti. Lämpötilan on oltava tarpeeksi korkea aiheuttaakseen lämpöshokkireaktion, mutta riittävän matala solukuolemien välttämiseksi. Pidemmillä lämmityksen kestoilla, sopiva lämpötila on alhaisempi. Tässä työssä käytettiin elektroretinografiaan (ERG) perustuvaa lämpötilan arviointimenetelmää, joka mahdollistaa verkkokalvon lämpötilan arvioinnin hoidon aikana. Työn tavoitteena on tutkia, millaisia vaikutuksia laserhoidolla on verkkokalvoon. Havaitsimme hiirten välillä merkittävää vaihtelua tehossa, joka tarvittiin samansuuruisen lämpötilannousun aikaansaamiseksi. Tämä havainto tukee lämpötilanarviointimenetelmän käyttöä lämmityshoidon aikana. Histologinen analyysi paljasti lämpöshokkiproteiinien määrän lisääntyneen lämmitetyllä alueella sekä merkkejä solukuolemista. Lämpöshokkiproteiinien määrän korreloi käytetyn lämmityslaserin tehon kanssa.Description
Supervisor
Koskelainen, AriThesis advisor
Turunen, TeemuPitkänen, Marja
Keywords
retinal laser treatment, pigment epithelium, heat shock protein, age-related macular degeneration, electroretinography