Targeting inflammation in the retina : a new therapeutic approach in diabetic retinopathy

1. INTRODUCTION Insulin resistance and chronic inflammation are implicated in the pathogenesis of type 2 diabetes (T2D) and in diabetic retinopathy (DR), its most prevalent ABSTRACT: Retinal diseases linked to inflammation, including diabetic retinopathy (DR), are often accompanied by resident macrophage/microglial cells activation. During DR, there are substantial changes in the polarization status of the microglia from the M2 (anti-inflammatory) to the M1 (pro-inflammatory) stage. However, the dynamics between M1 and M2 polarization of microglia during DR has not been investigated and it might be therapeutically useful. In this study, we have characterized the evolution of microglia polarizarion during the early stages of DR in the retina of diabetic db/db mice. Moreover, we have analyzed microglia polarization in response to pro(bacterial lipopolysaccharide; LPS) or anti-(IL4/IL13 cytokines or the bicyclic nojirimycin derivative (1R)-1dodecylsulfinyl-5N,6O-oxomethylidenenojirimycin (RDS-ONJ)) inflammatory stimuli. For this goal, we have performed in vitro experiments in Bv-2 murine microglial cells as well as ex vivo experiments in retinal explants from db/db mice. Treatment of Bv-2 cells with LPS together with IL4/IL13 or R-DS-ONJ switched the M1 response towards M2. In retinal explants from db/db mice, R-DS-ONJ induced a M2 response. In conclusion, the modulation of microglia polarization dynamics towards a M2 status at early stages of DR offers novel therapeutic interventions. RESUMEN: Las enfermedades retinianas, entre las que se encuentra la retinopatía diabética (RD), están vinculadas a un contexto inflamatorio en el cual existe una activación de los macrófagos residentes en la retina (microglia). Durante la retinopatía diabética se producen cambios de polarización de la microglia, definiéndose éstos como transiciones entre el estado M1 (proinflamatorio) y el estado M2 (anti-inflamatorio), estando aún por determinar los tiempos de aparición y actuación de la microglia en cada uno de ellos. La identificación espacio-temporal de la transición de la microglía de un estado a otro podría constituir una potente herramienta clínica para diferentes abordajes terapéuticos. En este trabajo se ha caracterizado el estado de polarización de la microgía en la retina durante las primeras fases de la RD en el modelo de ratón diabético db/db. Además, se ha estudiado la polarización de la microglia en presencia de estímulos pro-inflamatorios (lipopolisacárido bacteriano; LPS) o anti-inflamatorios (citoquinas IL4/IL13 o un compuesto natural derivado de la casternospermina, R-DS-ONJ). Para ello, se ha realizado un abordaje in vitro utilizando la línea celular de microglia murina Bv-2 y un abordaje ex vivo con explantes de retinas procedentes de ratones diabéticos db/db. El tratamiento de las células Bv-2 con LPS en combinación con IL4/IL13 o alternativamente con el compuesto R-DS-ONJ indujo la transición en la polarización de la microglia desde el estado proinflamatorio M1, inducido por el LPS, al estado antiinflamatorio M2. En los explantes de retinas de ratones db/db, el compuesto R-DS-ONJ indujo la respuesta M2 disminuyendo la respuesta M1. En conclusión, la polarización de la microglia hacía un estado M2 durante los estadíos tempranos de la RD ofrece una nueva ventana terapéutica de actuación. ANALES DE LA REAL ACADEMIA NACIONAL DE FARMACIA