Background: Ischemic proliferative retinopathies as characterized by an exaggerated retinal neovascularization, are the major cause of visual impairment and blindness in children. Vascularization is essential for development and restoration of tissue integrity following an ischemic injury. Because vascular supply is coupled to tissue energy consumption, a role for metabolic intermediates such as lactate in angiogenesis is conceivable. Moreover, increase in lactic acid production has long been associated with angiogenesis in tumors. Given the recent identification of a novel G-protein coupled receptor for lactate (GPR81) and our detection of high levels of lactate in ischemic retina, we investigated the propensity of lactate to regulate retinal vessel growth via GPR81.Hypothesis: We hypothesized that lactate may play an important role in the development of ischemia-induced retinal neovascularization by acting through specific cognate receptor GPR81. Methods: Lactate levels were measured by a colorimetric assay in retinas of mice exposed to oxygen-induced retinopathy (OIR) model. GPR81 mRNA was analyzed by RT-PCR in the retina of mice exposed to OIR and in Retinal Ganglion Cells (RGC) and retinal endothelial cell cultures. GPR81 protein localization was evaluated by co-immunostaining with cell-specific markers in retinal cryosections. Pro-angiogenic response to lactate was measured in vitro by using endothelial cell tube formation assay and in vivo by analyzing the vascular density in retinal flatmounts of mice pups injected intravitreally with lactate. Results: Lactate concentration increased 2.5 times in the retinas at P17 in animals exposed to OIR model compared to the control. GPR81 mRNA was detected in the mice retina and the cell cultures analyzed. The GPR81 protein was predominantly localized in the ganglion cells, endothelium and Muller Cells in the retina. Lactate showed a pro-angiogenic effect at 10 mM in the endothelial cell assay and a significant increase (p<0.05) in the retinal vascular density. Conclusions: Our result suggest that the pro-angiogenic metabolite lactate produced during neovascularization phase in the OIR model acting via its GPR81 receptor expressed in the retina, may play an important role in the development of vasoproliferative retinopathies. / Contexte: Les rétinopathies ischémiques prolifératives caractérisées par une néovascularisation rétinienne exagérée sont les principales causes de déficience visuelle et de cécité chez les adultes et les enfants. Malgré le rôle important du VEGF dans cette néovascularisation, il existe des preuves que d'autres facteurs participent à ce processus. Notamment des facteurs qui sont sensibles à l'hypoxie-ischémie, les métabolites. Le succinate a été récemment montré comme exerçant un rôle important dans la régulation de l'angiogenèse rétinienne. En outre, l'augmentation de la production d'acide lactique a été associée à l'angiogenèse tumorale. Pour le moment, le rôle du lactate dans le développement des rétinopathies ischémiques n'est pas bien connu. Il a été récemment montré que le lactate exerce ces effets biologiques via un récepteur couplé à une protéine G, le récepteur GPR81. Hypothèse: Nous avons émis l'hypothèse que le lactate peut jouer un rôle important dans le développement de la néovascularisation rétinienne induite par ischémie en agissant par le biais du récepteur GPR81. Méthodes: Les taux de lactate ont été mesurés par un essai colorimétrique dans les rétines de rats soumises au modèle de rétinopathie induite par l'oxygène (RIO). L'ARNm de GPR81 a été analysé par RT-PCR dans les rétines de rats exposés à l'oxygène et dans des cultures de cellules gliales de Müller, de cellules ganglionnaires rétiniennes et de cellules endothéliales rétiniennes. La protéine GPR81 a été localisée sur des cryosections de rétines par un co-immunomarquage avec des marqueurs cellulaires spécifiques. La réponse pro-angiogénique au lactate a été mesurée in vitro en utilisant un test cellulaire de migration de cellules endothéliales et in vivo par analyse de la densité vasculaire dans des montages à plats de rétines de ratons injectés avec du lactate par voie intravitréenne. Résultats: La concentration de lactate est trois fois plus importante dans les rétines des animaux soumis au modèle RIO par rapport aux contrôles sous normoxie. L'ARNm de GPR81 est présent dans la rétine de rat et dans toutes les cellules analysées. La protéine GPR81 est principalement localisée dans les cellules ganglionnaires, endothéliales et de Müller. Le lactate a une concentration de 10 mM montre un effet pro-angiogénique dans le test de migration des cellules endothéliales et augmente significativement (p <0,05) la densité vasculaire rétinienne dans les montages à plats. Conclusions: Nos résultats suggèrent que le lactate est un métabolite pro-angiogénique. Le lactate, produit lors de la phase de la néovascularisation dans le modèle de RIO, joue un rôle important dans le développement des rétinopathies vaso-prolifératives, par l'intermédiaire de son récepteur GPR81
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.106602 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Madaan, Ankush |
| Contributors | Dusica Maysinger (Supervisor2), Sylvain Chemtob (Supervisor1) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Pharmacology & Therapeutics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0115 seconds