実験的緑内障における補体阻害による視神経構造の保存

Preservation of optic nerve structure by complement inhibition in experimental glaucoma.

• Caroline J Gassel
• Sabrina Reinehr
• Sara C Gomes
• H Burkhard Dick
• Stephanie C Joachim

抄録

緑内障は、網膜と視神経の進行性の損傷によって特徴づけられる。研究の関心は非常に高いにもかかわらず、その正確な病態メカニズムはいまだに不明である。実験的自己免疫緑内障モデルでは、ラットは視神経抗原ホモジネート（ONA）での免疫後に網膜と視神経の緑内障様の損傷を発症します。このモデルでは、視神経が変性する前にも補体系が早期に活性化することが報告されています。ここでは、補体因子C5に対するモノクローナル抗体の視神経への影響を調べた。ラットをＯＮＡで免疫し、対照と比較した。一部のONA動物の片眼に、C5に対する抗体を免疫前に体外注射（15μmol：ONA＋C5-Iまたは25μmol：ONA＋C5-II）し、その後2週間ごとに投与した。6週間後に視神経を組織学的に処理した（n=6/群）。これらの分析の結果、体外投与により、ONA動物に比べて膜攻撃複合体の沈着が減少した（ONA＋C5-I：p＝0.005、ONA＋C5-II：p＝0.002）ことが明らかになった。細胞浸潤は、ONA＋C5-I群では有意に減少したが（p＝0.003）、ONA＋C5-II組織では減少しなかった（p＝0.41）。さらに、SMI-32染色により、ONA視神経と比較して、両治療群でニューロフィラメントが保存されていることが明らかになった（いずれもp＝0.002）。また、治療群では、ONA群に比べてミクログリアの量の減少が認められた（ONA＋C5-I：p＝0.03、ONA＋C5-II：p＝0.009）。我々は、自己免疫性緑内障モデルにおいて、補体系の阻害が視神経障害を予防できることを初めて確認した。このことから、補体系の阻害は緑内障の新たな治療法として期待されています。

Glaucoma is characterized by a progressive damage of the retina and the optic nerve. Despite a huge research interest, the exact pathomechanisms are still unknown. In the experimental autoimmune glaucoma model, rats develop glaucoma-like damage of the retina and the optic nerve after immunization with an optic nerve antigen homogenate (ONA). An early activation of the complement system, even before optic nerve degeneration, was reported in this model. Here, we investigated the effects of a monoclonal antibody against complement factor C5 on optic nerves. Rats were immunized with ONA and compared to controls. In one eye of some ONA animals, the antibody against C5 was intravitreally injected (15 μmol: ONA + C5-I or 25 μmol: ONA + C5-II) before immunization and then every 2 weeks. After 6 weeks, optic nerves were processed for histology (n = 6/group). These analyses demonstrated that the intravitreal therapy reduced the depositions of the membrane attack complex compared to ONA animals (ONA + C5-I: p = 0.005; ONA + C5-II: p = 0.002). Cellular infiltration was significantly reduced in the ONA + C5-I group (p = 0.003), but not in ONA + C5-II tissues (p = 0.41). Furthermore, SMI-32 staining revealed that neurofilament was preserved in both treatment groups compared to ONA optic nerves (both p = 0.002). A decreased amount of microglia was found in treated animals in comparison to the ONA group (ONA + C5-I: p = 0.03; ONA + C5-II: p = 0.009). We observed, for the first time, that a complement system inhibition could prevent optic nerve damage in an autoimmune glaucoma model. Therefore, complement inhibition could serve as a new therapeutic tool for glaucoma.