Informations

Les photoélectrons à haute énergie peuvent-ils endommager les membranes cellulaires ?

Les photoélectrons à haute énergie peuvent-ils endommager les membranes cellulaires ?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

J'ai lu qu'en plus des rayonnements ionisants causant des dommages à l'ADN par absorption directe, l'ADN peut également être endommagé par des photoélectrons avec suffisamment d'énergie. Ce que je me demandais, c'est de quel type d'énergie (en électron-volts) les photoélectrons auraient besoin ou pourraient-ils avoir besoin pour endommager ou pénétrer la membrane cellulaire (comme si les rayons X excitaient les photoélectrons à l'extérieur des cellules) ?


Qu'est-ce qu'une concentration élevée de sel fait à une membrane cellulaire?

L'osmose est le mouvement de l'eau à travers une membrane. Le sel déclenche l'osmose en attirant l'eau et en la faisant se déplacer vers elle, à travers la membrane. Le sel est un soluté. Lorsque vous ajoutez de l'eau à un soluté, elle se diffuse, étalant la concentration de sel, créant une solution. Si la concentration de sel à l'intérieur d'une cellule est la même que la concentration de sel à l'extérieur de la cellule, le niveau d'eau restera le même, créant une solution isotonique. Les cellules ne gagneront ou ne perdront pas d'eau si elles sont placées dans une solution isotonique.


Les photoélectrons de haute énergie peuvent-ils endommager les membranes cellulaires ? - La biologie


Malgorzata Rozanowska a , Bartosz Rozanowski b , Michael Boulton c

a Cardiff Vision Institute, School of Optometry and Vision Sciences, Cardiff University Maindy Road, Cardiff CF24 4LU, Royaume-Uni [email protected]

b Département de cytologie et de génétique Institut de biologie, Université pédagogique, Ul. Podbrzezie 3, 31-054 Cracovie, Pologne
[email protected]

c Département d'anatomie et de biologie cellulaire, Université de Floride, 1600 SW Archer Road PO Box 100235, Gainesville, FL 32610-0235, U.S.A.
[email protected]

La photobiologie de la rétine couvre de larges aspects de la phototranscascade de induction responsable de la perception visuelle, ainsi que du réflexe pupillaire lumineux et du rôle de la rétine dans la mise en place de nos rythmes circadiens. Toutes ces fonctions de la rétine dépendent de l'absorption des photons. Cependant, une exposition excessive à la lumière entraîne des dommages à la rétine. La cascade de phototransduction est discutée par Oyster dans Retina I: Photoreceptors and Functional Organization. Ici, nous passerons en revue la compréhension actuelle des dommages induits par la lumière à la rétine. Comme le cycle visuel joue un rôle important dans la susceptibilité de la rétine aux dommages causés par la lumière, certains aspects de celui-ci seront discutés ici plus en détail.

Types de dommages induits par la lumière sur la rétine

Tout au long de la vie, l'œil est exposé aux flux quotidiens de rayonnement solaire. Le rayonnement solaire est filtré par l'atmosphère terrestre de sorte qu'au niveau de la mer, environ 80% de l'énergie solaire est limitée à une bande spectrale étroite d'environ 300 nm dans l'ultraviolet à 1100 nm dans l'infrarouge. Les longueurs d'onde plus longues sont principalement filtrées par la vapeur d'eau atmosphérique, tandis que les longueurs d'onde plus courtes sont absorbées par la couche d'ozone. De plus, certaines composantes spectrales de la lumière solaire incidente sur la cornée sont partiellement filtrées avant d'atteindre la rétine humaine (1) (Figure 1). La cornée absorbe les longueurs d'onde inférieures à 295 nm tandis que le cristallin de l'œil humain adulte absorbe fortement les UVB de longueur d'onde plus longue (295-315 nm) et toute la gamme des UVA (315-390 nm). La cornée et le cristallin absorbent également une partie du rayonnement infrarouge - principalement les bandes d'eau à 980 nm, 1200 nm et 1430 nm. Le vitré absorbe la lumière au-dessus de 1400 nm, jusqu'à 10 m. Ainsi, le rayonnement non ionisant atteignant la rétine est ce qu'on appelle la « composante visible » du spectre électromagnétique (390-760 nm), et une partie du proche infrarouge (760-1400 nm).


Chez les jeunes enfants, certains UV-B et UV-A peuvent atteindre la rétine, à savoir la gamme spectrale de 300-340 nm, avec un maximum de transfenêtre de mission d'environ 8 % à 320 nm (1). Cette bande de transmission est progressivement réduite lorsque les métabolites du tryptophane absorbant la lumière UV s'accumulent dans le cristallin. À l'âge de 22 ans, seulement 0,1%, et à l'âge de 60 ans, pratiquement aucune lumière UV n'atteint la rétine, sauf pour les individus aphaques.

La transmission de la lumière visible diminue avec l'âge et résulte en grande partie des changements liés à l'âge dans la composition du cristallin, qui accumule des chromophores absorbant la lumière visible à courte longueur d'onde. Les lentilles de plus de 70 ans présentent une augmentation de la transmittance relativement lente avec l'augmentation de la longueur d'onde : la transmission commence à environ 400 nm, mais n'atteint son maximum qu'à environ 600 nm. Dans l'ensemble, la transmission de la lumière visible est considérablement réduite dans les lentilles plus anciennes, en particulier dans la région bleue du spectre. Les activités quotidiennes typiques sont liées à des expositions de la rétine à des niveaux de lumière bien inférieurs aux doses seuils causant des lésions photosensibles aiguës à la rétine (Figure 2). Cependant, regarder directement le soleil ou des sources artificielles de lumière visible ou infrarouge intense peut facilement conduire à dépasser ce seuil et endommager la rétine.


La lumière visible et infrarouge atteignant la rétine peut induire des lésions tissulaires via au moins l'un des trois processus fondamentaux : photomécanique (ou photoacoustique), photothermique (photocoagulation) et photochimique, selon son taux de fluence, sa dose totale et ses caractéristiques spectrales.


Blessure photochimique. Les dommages photochimiques se produisent lorsque la lumière est absorbée par un chromophore et conduit à la formation d'un état électroniquement excité de cette molécule, qui subit ensuite une transformation chimique elle-même et/ou interagit avec d'autres molécules conduisant à des modifications chimiques des deux molécules en interaction ou à un transfert de l'énergie d'excitation aux autres molécules (Figure 3). Il est important de noter que lorsque des dommages photochimiques se produisent, il n'y a pas d'augmentation substantielle de la température du tissu. Dans un type particulier de dommages photochimiques, les dommages photosensibilisés, le chromophore photoexcité dans son état singulet électroniquement excité subit une traversée intersystème et forme un état triplet excité (figure 3). L'état triplet excité a une durée de vie relativement longue, permettant une interaction avec d'autres molécules produisant des radicaux libres - par transfert d'électrons (hydrogène) (type I de dommages photosensibilisés), ou oxygène singulet, - par transfert d'énergie d'excitation du photosensibilisateur à l'état triplet vers l'oxygène moléculaire (type II de dommages photosensibilisés). Les photosensibilisateurs peuvent agir comme des catalyseurs de dommages importants où de nombreux radicaux libres et molécules d'oxygène singulet sont générés par une seule molécule d'un photosensibilisateur, qui est constamment recyclée vers son état fondamental (figure 3B).


Figure 3. Diagramme de Jablonski de photoexcitation d'une molécule et 3 voies principales de désactivation (Chiffre supérieur). Comme la plupart des molécules biologiquement pertinentes sont dans un état singulet dans leur état fondamental (S 0 ), leur photoactivation conduit à un état singulet électroniquement excité (S 1 ): un électron de l'orbitale moléculaire occupée la plus élevée (HOMO) est transféré à l'orbitale moléculaire la plus basse inoccupée. orbitale moléculaire (LUMO). À partir de cet état singulet électroniquement excité, il existe 3 voies principales de désactivation : 1) la désactivation thermique est un processus sans rayonnement, appelé également conversion interne (IC) où la molécule photoexcitée retourne à l'état fondamental en libérant l'énergie d'excitation sous forme de chaleur et aucun changement dans le spin moléculaire ne se produit 2) fluorescence (F) où la molécule photoexcitée retourne à l'état fondamental libérant l'énergie d'excitation sous la forme d'un photon émis 3) croisement intersystème (ISC) où l'électron photoexcité change l'orientation de son spin entraînant un changement dans la multiplicité et la formation d'un état triplet excité (T 1 ). La durée de vie d'un état triplet excité est généralement de l'ordre de quelques microsecondes et plus, c'est-à-dire au moins 3 ordres de grandeur plus longue que celle d'un état singulet excité (de l'ordre de ps-ns). Un état triplet excité se désactive via une transition sans rayonnement vers l'état fondamental via un croisement intersystème (ISC) ou une libération de photon connue sous le nom de phosphorescence (Ph).

La longue durée de vie d'un état triplet excité augmente la probabilité d'interaction avec d'autres molécules (Chiffre inférieur). La photoexcitation d'une molécule (P) vers un état singulet excité ( 1 P) peut être suivie d'un croisement intersystème et de la formation d'un état triplet excité ( 3 P). Un état triplet excité (3 P) peut transférer un électron (ou hydrogène) vers/depuis une autre molécule conduisant à la formation d'une paire de radicaux (Type I de dommages photosensibilisés). L'interaction d'un état triplet excité avec l'oxygène moléculaire (qui est dans un état triplet dans son état fondamental) peut conduire à un transfert d'énergie (endommagement photosensibilisé de type II). En conséquence, la molécule photoexcitée retourne à son état fondamental tandis que l'oxygène est activé à un état singulet excité, appelé oxygène singulet ( 1 O 2 ). Les chromophores qui, lors de la photoexcitation, subissent un croisement entre les systèmes et produisent des radicaux libres et de l'oxygène singulet sont appelés photosensibilisateurs (P). À la suite d'une interaction de l'état triplet avec un donneur d'électrons (LH), tel qu'un lipide insaturé, l'anion radical formé du photosensibilisateur peut donner l'électron à l'oxygène conduisant à la formation d'anion radical superoxyde (O 2 .- ). Le radical libre formé à partir du donneur d'électrons après abstraction d'hydrogène (L . ) peut donner naissance à une chaîne radicalaire de peroxydation de biomolécules telles que des lipides et des protéines. L . peut interagir avec l'oxygène en formant un radical peroxyle (LOO . ). Le radical peroxyle peut extraire un électron/hydrogène d'autres molécules entraînant la formation d'un autre L . et un hydroperoxyde (LOOH). Les hydroperoxydes peuvent être décomposés par des ions métalliques redox actifs, tels que le fer, entraînant la formation de plus de radicaux libres. Une seule molécule d'un photosensibilisateur peut produire de nombreux radicaux libres et molécules d'oxygène singulet tant qu'elle est recyclée à l'état fondamental et photoexcitée par les photons suivants.

Les dommages photosensibilisés médiés par l'oxygène (dommages photodynamiques) ont été utilisés en thérapie photodynamique (PDT) pour détruire les tumeurs et la néovascularisation rétinienne indésirable. Dans la PDT, un médicament photosensibilisant est administré au tissu d'intérêt, suivi d'une irradiation avec une lumière laser appropriée pour déclencher les dommages photodynamiques. Cependant, la rétine contient un certain nombre de photosensibilisateurs endogènes qui peuvent être excités par la lumière visible/infrarouge atteignant la rétine. La rétine externe [photorécepteurs et épithélium pigmentaire rétinien (EPR)], est immédiatement adjacente à la vascularisation choroïdienne et donc hautement oxygénée. Par conséquent, ce sont des conditions potentiellement favorables pour que des dommages photodynamiques se produisent. La forte dépendance de la susceptibilité de la rétine aux dommages photogéniques sur la concentration en oxygène suggère que les dommages induits par la lumière sur la rétine sont en effet de nature photodynamique (2-4). Les dommages photochimiques montrent généralement un délai d'apparition après une exposition à la lumière, et dans la rétine, ce délai peut prendre plusieurs heures.


Blessure photothermique. Les dommages photothermiques se produisent lorsque le taux de dépôt d'énergie lumineuse par désactivation thermique est plus rapide que la diffusion thermique, de sorte que la température du tissu exposé augmente (5). C'est le cas de l'exposition à des éclairs lumineux intenses plus courts que

20 s lorsque la diffusion de la chaleur peut être négligée pendant la durée de l'exposition de sorte que l'énergie nécessaire pour produire des dommages rétiniens est indépendante de la durée d'exposition au cours de cette période. Pour la lumière visible et infrarouge atteignant la rétine, la mélanine et l'hémoglobine sont les principaux absorbeurs capables de subir une désintégration non radiative très efficace de leurs états excités électroniquement à l'état fondamental. En règle générale, lorsque l'augmentation de la température est d'au moins 10 °C au-dessus de la température physiologique, des dommages thermiques se produisent, ce qui conduit à la dénaturation thermique de nombreuses protéines.

Les chirurgiens utilisent les propriétés photophysiques de la mélanine et de l'hémoglobine en tant que chromophores endogènes pour provoquer une photocoagulation thermique des tissus rétiniens afin de traiter la rétinopathie diabétique proliférante, la forme néovasculaire de la DMLA ou l'œdème maculaire (6-9). À l'aide de sources laser visibles ou proches infrarouges, ils induisent une photocoagulation thérapeutique des vaisseaux sanguins indésirables de la rétine ou par photocoagulation rétinienne préviennent le décollement de la rétine (10). La profondeur de pénétration dépend de la longueur d'onde incidente, p. le rouge (autour de 650 nm) et les diodes laser (790-830 nm) sont absorbés par le RPE, ainsi que les mélanocytes choroïdiens et le sang.


Blessure photomécanique. Les dommages photomécaniques (ou photoacoustiques) se produisent lorsque l'énergie lumineuse est déposée plus rapidement que la relaxation mécanique ne peut se produire et se produisent généralement pour des impulsions intenses inférieures à 1 ns (5). En conséquence, une onde de pression thermoélastique est produite et le tissu est perturbé par des forces de cisaillement ou par cavitation. Les taux de fluence nécessaires pour produire des dommages photomécaniques peuvent être obtenus à partir de sources telles que des lasers à impulsions intenses.


Susceptibilité de la rétine humaine aux dommages légers

Les dommages photochimiques sont la forme la plus courante de dommages rétiniens causés par l'exposition à la lumière directe du soleil et à plusieurs sources de lumière artificielle, y compris les instruments ophtalmiques.

Dommages à la rétine induits par la lumière solaire : rétinopathie solaire. Les dommages légers dans la rétine humaine dus à une exposition excessive au soleil sont connus sous le nom de rétinopathie solaire. Il a été estimé qu'une observation directe du soleil avec une pupille resserrée de 2 mm de diamètre produit une image du soleil sur la rétine de 0,16 mm de diamètre dans un œil emmétrope et l'irradiance dans cette petite zone est d'environ 11 W/cm 2 ( 11). L'irradiance solaire dépend de la latitude, de la saison et des conditions atmosphériques. D'autres estimations de l'irradiance rétinienne dans un œil humain observant le soleil de midi varient entre 1,5 et 122 W/cm 2 (12, 13). Des expositions de plusieurs minutes à plusieurs dizaines de minutes suffisent pour provoquer un dommage visible à l'ophtalmoscopie.

La rétinopathie solaire après avoir observé une éclipse solaire est reconnue depuis plus de 2000 ans et est également connue sous le nom de rétinopathie à éclipse. Vers 400 av. Le degré de dommage dans la rétinopathie à éclipse peut varier considérablement d'une perte transitoire d'acuité visuelle, une perte de la barrière hémato-rétinienne, des modifications pigmentaires de l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR), un gonflement, à la mort des cellules photoréceptrices et à la perte permanente de la vision chez les sujets exposés. région (17-32). Les moyens sûrs de regarder l'éclipse solaire sont discutés par Chou.

La rétinopathie solaire a également été rapportée dans des cas de contemplation directe du soleil dans le cadre de rituels religieux, sous l'influence de drogues hallucinogènes ou de dommages auto-infligés en raison d'une maladie mentale [(33) et les références qui y sont citées (34-42) ]. Il est intéressant de noter que l'observation du soleil a été utilisée par un ophtalmologiste pour provoquer une photocoagulation rétinienne dans un traitement auto-administré de la rétinopathie séreuse centrale (43).

Des lésions rétiniennes dues à une exposition excessive au rayonnement solaire ont été documentées dans plusieurs cas d'exposition excessive non intentionnelle à la lumière de la rétine lors de bains de soleil ou de missions militaires [(33) et références y citées). Il existe des études de cas décrites dans la littérature où des expositions directes au soleil aussi courtes que 1 min ont produit une rétinopathie solaire (11, 44-46). Il existe également des études plus contrôlées sur la rétinopathie solaire chez des patients devant subir une énucléation en raison d'une tumeur intraoculaire, qui se sont portés volontaires pour regarder le soleil pendant plusieurs minutes (32, 47, 48). La rétinopathie solaire est principalement due à des dommages photochimiques (49, 50).

Rétinopathie « solaire » induite par des sources lumineuses artificielles. Certains cas de lésions rétiniennes induites par la lumière ont été rapportés ou suspectés en raison de l'utilisation d'un microscope opératoire ou d'un ophtalmoscope indirect (51). L'irradiance rétinienne d'un microscope opératoire peut atteindre jusqu'à 0,97 W/cm 2 et la chirurgie oculaire peut prendre jusqu'à deux heures (52). Ainsi, la chirurgie oculaire a également été considérée comme imposant un risque de photodommage à la rétine (52-56). Des travaux expérimentaux sur des singes confirment la forte sensibilité de la rétine des primates aux dommages induits par les instruments ophtalmiques. Par exemple, l'exposition rétinienne de singes cynomolgous à la lumière d'un microscope opératoire (éclairement de 1,06 W/cm 2 pendant 1 h délivrant une dose totale de 3816 J/cm 2 ) entraîne de graves modifications de la fovéa : désarrangement des segments externes des photorécepteurs, pycnose des noyaux des photorécepteurs, gonflement des axones des photorécepteurs, formation de vacuoles au sein de l'EPR qui, au centre de la fovéa, se nécrosent même s'il n'y avait aucun dommage apparent visible à l'examen ophtalmoscopique (57).

Même un examen ophtalmoscopique prolongé peut imposer un risque de lésion rétinienne. Il peut utiliser un ophtalmoscope indirect, qui fournit généralement des niveaux d'éclairement allant jusqu'à 0,13 W/cm 2 au niveau de la rétine, ou une biomicroscopie à lampe à fente fournissant jusqu'à 0,35 W/cm 2 (52). En effet, l'exposition d'un singe rhésus anesthésié pendant 15 minutes à l'irradiance rétinienne de 0,27 W/cm 2 d'un ophtalmoscope indirect (dose de 243 J/cm 2 ) s'est avérée délétère pour la rétine, entraînant de graves dommages aux photorécepteurs et des modifications de la RPE (12). La susceptibilité aux photolésions rétiniennes peut être considérablement augmentée par plusieurs xénobiotiques tels que l'hydrochlorothiazide et l'exposition subséquente à la lumière UV-A d'un banc solaire (58). Il existe également des cas de lésions rétiniennes dues à une exposition accidentelle à des sources lumineuses de haute intensité telles que des lasers (59), des arcs de soudage (60, 61) ou un flash provenant d'un court-circuit électrique à haute tension (62).


Lésions chroniques de la lumière en tant que contributeur au développement de pathologies rétiniennes. Accumulés au fil des années, les dommages induits par des réactions phototoxiques chroniques survenant dans la rétine ont été suggérés comme étant impliqués dans l'étiologie des affections oculaires débilitantes telles que la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA), la principale cause de cécité chez les personnes âgées dans les pays développés ( 63-66). Alors que certaines études épidémiologiques soutiennent le rôle de l'exposition chronique au soleil comme facteur contribuant au développement de la DMLA, d'autres études épidémiologiques ne trouvent pas de corrélation significative entre l'exposition chronique au soleil et la DMLA (67-69). Il faut garder à l'esprit que l'évaluation de l'exposition de la rétine au soleil sur la base du souvenir des patients de leurs habitudes en matière de protection de leurs yeux contre le soleil tout au long de leur vie est une tâche difficile.

En raison des effets délétères potentiels de la lumière du soleil sur la rétine, il est souvent conseillé aux patients atteints de DMLA de protéger leurs yeux de la lumière du soleil (70). Le jaunissement du cristallin lié à l'âge offre une protection naturelle de la rétine contre la lumière visible à courte longueur d'onde. Ainsi, ces dernières années, après l'ablation de la cataracte, des lentilles intraoculaires absorbant la lumière bleue ont été implantées chez des patients âgés pour imiter la protection de le cristallin naturel (71).

La constitution génétique affecte la sensibilité aux lésions rétiniennes induites par la lumière (72-76). Plusieurs mutations génétiques ont été identifiées chez les animaux, comme chez les rats du Royal College of Surgeons (77, 78), les souris et les chiens mutants pour la RPE65 et la rhodopsine, qui affectent leur sensibilité aux photolésions rétiniennes (75, 79-86).

Dans le cas de la rhodopsine, les mutations correspondantes de la rhodopsine chez l'homme entraînent une grave maladie cécitante, appelée rétinite pigmentaire. Ainsi, il a été suggéré que la lumière ambiante ambiante peut accélérer la mort des photorécepteurs, tandis qu'une réduction de l'intensité lumineuse atteignant la rétine peut ralentir la progression de la dégénérescence rétinienne (87, 88). Certaines études de cas et petits essais cliniques sur l'effet du port de lentilles cornéennes foncées sur la progression de la dégénérescence rétinienne indiquent qu'il est efficace chez certains patients, mais pas tous (89, 90). Espérons que de nouveaux développements dans l'identification des gènes et des mécanismes responsables des différents sous-types de rétinite pigmentaire, ainsi que la disponibilité des tests génétiques, faciliteront les futures évaluations de l'efficacité d'une exposition réduite à la lumière pour ralentir la maladie.


Types de dommages photochimiques à la rétine

Les dommages photochimiques ont été la forme de dommages légers la plus étudiée en raison de sa capacité à causer des dommages dans des conditions relativement ambiantes et de son rôle potentiel dans les dommages chroniques à la rétine tout au long de la vie (91-93). Cependant, la photochimie impliquée dans le photodommage rétinien est encore assez mal comprise. Sur la base des maxima des spectres d'action et sur le site initial de la lésion par l'exposition seuil, les dommages photochimiques à la rétine ont été subdivisés en différents types (Figure 4).

Figure 4. Types de dommages photochimiques à la rétine.

Les rongeurs nocturnes ont été les animaux les plus largement utilisés comme modèles de photolésions rétiniennes. Les rats expérimentaux ont démontré différents sites de lésion rétinienne en fonction des conditions d'irradiation, telles que l'adaptation préalable de la rétine à la lumière, la sortie spectrale de la source lumineuse, l'irradiance et la durée d'exposition. Le spectre d'action du premier type de dommages correspond bien au spectre d'absorption de la rhodopsine culminant à 500 nm, et a été observé exclusivement chez le rat, mais pas chez les animaux diurnes (94, 95).

Le rôle des pigments visuels des cônes en tant qu'absorbeurs de lumière nocive a été démontré chez les singes rhésus (96, 97). Lors d'expositions à la lumière ciblant sélectivement l'un des trois pigments visuels des cônes, les réponses des bâtonnets étaient saturées en raison de la présence d'une lumière de fond blanche. Une série d'expositions à une lumière à bande étroite centrée à 463 nm ou 520 nm, ou à une lumière à large bande comprise entre 630 et 720 nm a provoqué des dommages sélectifs aux cônes bleus, verts ou rouges, respectivement. Contrairement aux dommages induits aux cônes verts et rouges, où la fonction des cônes s'est rétablie après quelques semaines, les expositions répétées à la lumière bleue ont entraîné une perte irréversible de sensibilité à la lumière bleue et des dommages permanents aux cônes bleus. Les expositions de la rétine à des niveaux d'irradiance relativement élevés où la rhodopsine est complètement blanchie entraînent des spectres d'action similaires chez les rongeurs et les primates, montrant que l'efficacité de l'induction de dommages augmente rapidement en dessous de 500 nm, et augmente encore avec la diminution de la longueur d'onde d'irradiation jusqu'à la longueur d'onde la plus courte. étudié de 320 nm (98, 99) (Figure 5).

Ainsi, sur la base des maxima des spectres d'action de susceptibilité aux dommages photochimiques, un type correspond aux maxima des pigments visuels, tandis que l'autre démontre une susceptibilité croissante aux dommages avec une longueur d'onde décroissante jusqu'à 320 nm. Les spectres d'action du photodommage rétinien indiquent également qu'il y a un déplacement du site du dommage seuil des photorécepteurs aux irradiations avec une lumière de courte longueur d'onde (320-440 nm) à l'épithélium pigmentaire à des longueurs d'onde plus longues (> 440 nm) (13, 99 , 100), indiquant également qu'il existe au moins deux mécanismes différents responsables du photodommage.

Le deuxième type de dommage trouve son origine dans le RPE (13, 101). Étant donné que le deuxième type de dommage est induit par l'extrémité à courte longueur d'onde du spectre visible, il est souvent appelé « dommage par lumière bleue », qui provient du RPE (13, 101). De plus, ce type de dommage semble être dépendant de l'oxygène, car il a été rapporté qu'un taux élevé d'oxygène dans le sang augmente la photosensibilité rétinienne, abaisse le seuil de dommage et augmente l'étendue des dommages à une exposition radiante donnée chez les primates (2, 4). Les effets protecteurs des antioxydants et l'abaissement de la tension en oxygène suggèrent que ce type de dommages lumineux est dû à des dommages photodynamiques dans la rétine. Les données limitées sur les dommages photo subis par la rétine humaine démontrent des dommages importants à l'EPR induits par l'exposition à une lumière visible intense (48, 102). Des effets toxiques de la lumière bleue ont également été observés pour les cellules RPE en culture (103-106). La toxicité induite par la lumière bleue dépend de l'oxygène, étant 10 fois plus efficace à 95 % d'oxygène par rapport à 20 % d'oxygène. D'autre part, l'irradiation des cellules RPE dans des conditions anaérobies n'entraîne pas de toxicité même lorsque l'intensité lumineuse a été multipliée par deux (107), soulignant ainsi la nature photodynamique des dommages.

Les dommages induits par les courtes longueurs d'onde (UV et lumière bleue) donnent des résultats similaires pour toutes les espèces étudiées et présentent une réciprocité de la durée d'exposition et de l'irradiance pour une large gamme de temps d'exposition (98, 99). Par exemple, Ham et ses collègues ont déterminé que la réciprocité est valable pour les expositions à une lumière de 325 nm, ce qui entraîne la même dose de dommage seuil de 5 J/cm 2 pour une exposition de 100 s à des niveaux d'irradiance rétinienne de 50 mW/cm 2 , ou une exposition de 1 000 s à des niveaux d'irradiance rétinienne de 5 mW/cm 2 .

Évolution dans le temps des modifications de la rétine à la suite d'une lésion photochimique. Busch et ses collègues (100) ont suivi l'évolution dans le temps des changements dans la rétine du rat après des expositions à une lumière à bande étroite centrée à 380 nm ou 470 nm (figure 6). Les dommages visibles à l'examen du fond d'œil étaient les plus prononcés 3 jours après l'exposition à une lumière dommageable, et se sont produits à des doses de 0,6 J/cm 2 et 500 J/cm 2 pour une lumière de 380 nm et 470 nm, respectivement. L'examen de coupes histologiques à travers la rétine a révélé des dommages aux photorécepteurs déjà à une dose de 0,45 J/cm 2 pour une lumière de 380 nm. Dès 3 heures après l'exposition à une lumière de 380 nm, les cellules RPE étaient chargées de phagosomes, mais en dehors de cela, elles semblaient normales. Après 3 semaines, l'EPR semblait complètement normal même pour des doses dépassant 2,5 fois la dose seuil, mais presque tous les photorécepteurs ont été perdus.


Les changements initiaux observés dans l'EPR en réponse à des doses seuil de 470 nm de lumière comprenaient une distribution altérée des mélanosomes, un gonflement cellulaire et quelques inclusions sombres dans le cytoplasme, tandis que certains photorécepteurs (

Les chromophores rétiniens comme déclencheurs potentiels de dommages causés par la lumière. La principale exigence pour que la lumière exerce un effet photochimique est qu'elle doit être absorbée. Dans la rétine, la lumière incidente est principalement absorbée par les pigments visuels dans les segments externes des photorécepteurs (POS) et par la mélanine - le pigment le plus important dans le jeune épithélium pigmentaire rétinien (RPE) (111). Avec l'âge, il y a une accumulation progressive dans l'EPR de la lipofuscine, qui atteint des concentrations importantes et occupe près de 20 % du volume cytoplasmique vers l'âge de 80 ans.

Cependant, des études sur les cellules RPE in vitro ont démontré que ces cellules sont sensibles aux dommages induits par la lumière bleue en l'absence de mélanine et de lipofuscine, tandis que leurs mitochondries se sont avérées être une cible sensible au photodommage (103, 104, 106, 112, 113). Il a été démontré que les mitochondries isolées photogénèrent des espèces réactives de l'oxygène, telles que l'oxygène singulet et le superoxyde, et le spectre d'action de la photogénération de l'oxygène singulet est similaire au spectre d'absorption des centres mitochondriaux Fe-S avec un maximum à environ 420 nm (106, 114- 116). Il a été démontré que l'ubiquinol-cytochrome c réductase mitochondriale est l'enzyme la plus sensible à l'inhibition induite par la lumière de son activité. La destruction des centres Fe-S par l'acide mersalyle diminue considérablement la sensibilité de l'ubiquinol-cytochrome c réductase mitochondriale à l'inhibition photoinduite. Le spectre d'action de la photoinhibition restante peut être attribué aux flavines et aux porphyrines. Les rôles potentiels des flavines et des porphyrines dans le photodommage rétinien ont déjà été examinés dans (111). Les contributions à l'absorption des photons dans la rétine par les centres Fe-S mitochondriaux, les flavines et les porphyrines, semblent être presque négligeables en comparaison avec les contributions des pigments visuels, la mélanine ou la lipofuscine. De plus, comme on le verra plus loin, les doses de lumière induisant des dommages photo importants à la rétine chez les animaux avec des concentrations normales de pigments visuels, sont totalement sans danger pour les animaux sans pigments visuels. Cependant, il est possible que le photodommage chronique contribue aux dommages liés à l'âge et au dysfonctionnement des mitochondries rétiniennes.

Un autre pigment qui s'accumule dans la rétine des primates en concentration élevée est la xanthophylle - lutéine et zéaxanthine, qui sont particulièrement concentrées dans les axones des photorécepteurs de la fovéa (111). En raison d'un coefficient d'absorption élevé correspondant à la plage bleue du spectre visible, ils agissent comme un filtre de lumière bleue protégeant la rétine externe des lésions induites par la lumière bleue dans la zone responsable de la vision aiguë.


Rôle des pigments visuels et des dérivés de la vitamine A dans le photodommage de la rétine. Les pigments visuels sont responsables de la perception visuelle. Tous les pigments visuels chez les vertébrés sont formés par une protéine transmembranaire, l'opsine, qui se lie via une liaison de base de Schiff de son résidu lysine à 11-cis-rétinienne. Différences dans les résidus d'acides aminés à proximité de 11-cis-rétiniens sont responsables des différences spectrales dans les maxima d'absorption de différents types de pigments visuels. Le pigment visuel des bâtonnets tire son nom de sa couleur rhodopsine (du grec rhodo = rose-rouge et opsin = vue) (117). Il existe trois types de cônes dans la rétine humaine, dont chacun exprime un pigment visuel différent avec des maxima d'absorption à 419 nm (appelé cône de longueur d'onde courte, S ou "bleu"), 531 nm (longueur d'onde moyenne, M ou "vert" cône) ou 558 nm (grande longueur d'onde, L ou cône "rouge"). Contrairement aux bâtonnets, les noms de cônes font référence à la gamme spectrale de la lumière étant la plus efficacement absorbée par rapport aux autres types de cônes (il est important en ce qui concerne le cône "rouge", qui présente un maximum d'absorption correspondant à la lumière jaune mais absorbe le rouge lumière plus efficacement que les deux autres types de cônes). Les bâtonnets sont les photorécepteurs prédominants dans la rétine humaine, à l'exception d'une petite zone au centre de la fovéa, la fovéola, où seuls les cônes sont localisés.

La présence de pigments visuels est un facteur essentiel pour que des dommages induits par la lumière se produisent. Sur la base de la comparaison des spectres d'absorption des pigments visuels et de la dépendance à la longueur d'onde des seuils de photodommage (spectres d'action), le photodommage rétinien peut être, au moins en partie, attribué aux pigments visuels des bâtonnets et des cônes en tant que chromophores qui sont les déclencheurs initiaux (94- 97, 118, 119). L'importance des pigments visuels en tant que déclencheurs des dommages causés par la lumière dans la rétine est soulignée par des découvertes expérimentales selon lesquelles les animaux déficients en rhodopsine sont protégés des dommages causés par la lumière (120). Dans ces expériences, la sensibilité aux dommages causés par la lumière a été comparée entre des souris knock-out à la rhodopsine (Rho-/-), des souris knock-out RPE65 (RPE65-/-) et des souris de type sauvage. Les souris Rho-/- sont incapables de synthétiser l'apo-protéine opsine, et par conséquent manquent de rhodopsine, et ne développent pas de segments externes de photorécepteurs. Les souris RPE65-/- n'expriment pas la protéine RPE65 essentielle à la synthèse du chromophore pigmentaire visuel, 11-cis-rétiniens, donc même s'ils expriment l'apo-protéine opsine et ont une rétine morphologiquement normale avec des segments externes de photorécepteurs, ils manquent de pigments visuels fonctionnels. L'analyse de l'histologie rétinienne 24 h et 7 jours après l'exposition d'animaux adaptés à l'obscurité à 2 h de lumière fluorescente blanche brillante (15 000 lux) a démontré des changements spectaculaires chez les animaux de type sauvage. Les changements étaient initialement évidents sous forme de perturbation et de vésiculation des segments externes et internes des photorécepteurs et de condensation de la chromatine nucléaire. Cela a été suivi d'une dégénérescence massive et d'une perte de photorécepteurs. En revanche, l'exposition à la lumière n'a pas affecté les photorécepteurs des souris Rho-/- ni Rpe65-/-, qui ont conservé une morphologie rétinienne similaire à celle des témoins maintenus dans l'obscurité. Alors que ces expériences ont clairement montré que la présence de rhodopsine est le principal facteur déterminant la susceptibilité aux dommages causés par la lumière, il faut se rappeler qu'une rétine dépourvue de rhodopsine est dépourvue de sa fonction principale - la perception visuelle.

Plusieurs autres études indiquent également que le degré de photodommage rétinien est en corrélation positive avec la teneur en rhodopsine de la rétine avant l'exposition à la lumière (121-123). Disponibilité de tous les alimentstrans-rétinol (Vitamine A) comme précurseur de 11-cis-le rétinal est l'un des principaux déterminants de la teneur en rhodopsine. La privation de vitamine A chez les rats les rend plus résistants aux dommages photo subis par la rétine (121). Synthèse de 11-cis-la rétine, et donc aussi la rhodopsine, peut être inhibée pharmacologiquement en raison d'un déficit de tout-trans-rétinol (Vitamine A) malgré un apport alimentaire adéquat. Tous-trans-le rétinol circule normalement dans le plasma sanguin et est délivré au RPE lié à une petite protéine de liaison au rétinoïde monomère (RBP) de 21 kDa. Pour empêcher la clairance glomérulaire de la RBP du plasma sanguin vers l'urine, la RBP se lie à une protéine tétramère plus grosse de 55 kDa, la transthyrétine. La déplétion des taux plasmatiques de vitamine A liée à la RBP peut être obtenue par un médicament anticancéreux Fenrétinide [N-(4-hydroxyphényl) rétinamide] (124-126). Il a été démontré que le fenrétinide déplace tous lestrans-rétinol de RBP (126). Le complexe de fenrétinide avec RBP ne se lie pas à la transthyrétine, il est donc rapidement éliminé du plasma. En raison de la diminution des niveaux de RBP-all-trans-complexe de rétinol dans le plasma, la teneur totale de 11-cis-rétinal, et donc également la rhodopsine, est considérablement réduit dans les rétines des souris adaptées à la lumière traitées au fenrétinide, par rapport aux souris traitées avec le véhicule.

Un autre facteur affectant l'expression de la rhodopsine et sa concentration dans les disques nouvellement formés de POS est l'adaptation à long terme à la lumière environnementale (127, 128). Les animaux élevés sous un cycle lumière-obscurité intense présentent une concentration de rhodopsine plus faible et sont plus résistants aux dommages photorétiniens que les animaux élevés sous une lumière de faible intensité ou dans l'obscurité (121, 129-131). Cependant, il convient de mentionner que d'autres réponses adaptatives, y compris les niveaux d'antioxydants et l'expression de facteurs trophiques pro-survie, sont également susceptibles de jouer un rôle important (129, 130, 132).


Le taux de régénération de la rhodopsine est un facteur important déterminant la sensibilité de la rétine aux dommages photo. Il est intéressant de noter que, dans des conditions conduisant à des photodommages aigus par une lumière vive, la plupart des rhodopsines blanchissent dans les premières minutes d'exposition (99). Des expériences ultérieures ont révélé que la teneur en rhodopsine avant l'exposition à la lumière n'est pas le seul déterminant de la susceptibilité aux dommages photo. L'efficacité de la régénération de la rhodopsine après photoblanchiment s'avère être un autre facteur important (133, 134) (Figure 8). Le ralentissement de la régénération de la rhodopsine est un moyen efficace de protéger la rétine des dommages photo (135-137).



Figure 8. Facteurs conduisant à l'inhibition de la régénération de la rhodopsine et à une résistance accrue contre les dommages photorétiniens dans un schéma simplifié de phototransduction et cycle visuel. L'absorption d'un photon par la rhodopsine (Rh) conduit à une isomérisation ultrarapide du chromophore, 11-cis-rétinien (11cRal) à tous-trans-rétinienne (atRal), qui est suivie de changements conformationnels de la protéine conduisant à la formation d'un état biochimiquement actif métarhodopsine II (MII). Le MII active une cascade biochimique conduisant à la perception visuelle : le MII se lie à une protéine hétérotrimérique transducine (T) et permet l'échange du nucléotide GDP contre le GTP dans une sous-unité de T.T (GTP) se dissocie des sous-unités et (T ) et active la phosphodiestérase (PDE). PDE activée (T (GTP)-PDE) catalyse l'hydrolyse d'un nucléotide cyclique, la guanosine monophosphate cyclique (cGMP). En réponse à une diminution de la concentration de cGMP cytoplasmique, les molécules de cGMP se dissocient des canaux dépendants du cGMP dans la membrane plasmique du segment externe (OS) et, par conséquent, les canaux dépendants du cGMP se ferment (non illustré). Il en résulte un afflux réduit de cations sodium et calcium vers les photorécepteurs. Les cations sodium sont pompés en continu hors des photorécepteurs par des pompes Na + /K + dépendantes de l'ATP dans les segments internes. Par conséquent, la fermeture des canaux dépendants du cGMP conduit à l'hyperpolarisation de la membrane plasmique des photorécepteurs, ce qui, à son tour, entraîne une inhibition de la sécrétion synaptique de glutamate - un neurotransmetteur signalant l'absorption des photons aux neurones secondaires de la rétine. Le MII peut catalyser l'activation de nombreuses molécules T ultérieures jusqu'à ce qu'il devienne phosphorylé (P) par la rhodopsine kinase (RK) et se lie à l'arrestine (Arr), ce qui empêche une activation supplémentaire de T. Finalement, tout-trans-la rétine (atRal) s'hydrolyse à partir de Meta II. Pour régénérer la rhodopsine, Arr se dissocie, les phosphates (P) sont éliminés de l'opsine par la phosphatase et l'opsine se lie au 11-cis-rétinal (11cRal) délivré par le RPE, qui complète le cycle de la rhodopsine. Tout hydrolysétrans-le rétinal est réduit enzymatiquement à tout-trans-rétinol (atRol). Ensuite, atRol diffuse hors du système d'exploitation et est transporté par la protéine de liaison du rétinoïde interphotorécepteur (IRBP) vers le RPE où il est chaperonné par la protéine de liaison du rétinol cellulaire (CRBP). atRol est également fourni par le sang où il est chaperonné par la protéine de liaison au rétinol (RBP). Dans le RPE atRol est un substrat pour la lécithine:rétinol acyltransférase (LRAT), qui l'estérifie avec des acides gras formant tous-trans-esters de rétinyle (atRE). Les AtRE sont convertis en 11-cis-rétinol (11cRol) par l'isomérohydrolase RPE65. Ensuite, le 11cRol chaperonné par la protéine de liaison à la rétine cellulaire (CRALBP) est oxydé par les rétinol déshydrogénases, telles que RDH5, RDH11 ainsi que d'autres oxydoréductases en 11-cis-rétinien (11cRal). Enfin, 11cRal est transporté hors du RPE puis par l'IRBP vers le POS où il se lie à l'opsine et régénère la rhodopsine. Ce processus fait référence à la régénération de la rhodopsine dans les bâtonnets. Les cônes peuvent régénérer leurs pigments visuels plus rapidement que les bâtonnets et en l'absence de RPE. Les cellules Müller peuvent convertir atRol en 11cRol, mais seuls les cônes, et non les bâtonnets, peuvent oxyder 11cRol en 11cRal. Les étiquettes rouges et les flèches indiquent les voies normales dont la perturbation inhibe la régénération de la rhodopsine : 1) la disponibilité de tout-trans-rétinol (vitamine A) dans la rétine déterminé par l'apport alimentaire et/ou la disponibilité de tous-trans-transporteurs de rétinol dans le plasma sanguin 2) activité de l'isomérase RPE65 envers tous-trans-les esters de rétinyle, qui peuvent être inhibés par 13-cis-acide rétinoïque (appelé Accutane, Isotrétinoïne) ou rétinylamine 3) activité des oxydoréductases oxydantes 11-cis-rétinol à 11-cis-rétiniens tels que RDH5 et RDH11, qui peuvent être inhibés par 13-cis-acide rétinoïque 4) disponibilité de la protéine de liaison rétinienne cellulaire (CRABP) 5) inhibiteurs compétitifs de la régénération de la rhodopsine se liant à son site actif tels que l'halothane 6) composition lipidique du segment externe du photorécepteur (OS) membrane du disque qui affecte sa fluidité. Modifié de (133, 134).

Le ralentissement de la régénération de la rhodopsine peut être une conséquence de certaines mutations de RPE65 entraînant une diminution de l'activité isomérase de la protéine RPE65 et limitant ainsi la vitesse de synthèse de 11-cis-rétinienne (Figure 8) (135, 138-140). Un variant de méthionine du résidu 450 de RPE65 de souris (qui est normalement de la leucine) est associé à une diminution de l'activité isomérase, à une inhibition de la régénération de la rhodopsine et à une résistance accrue de la rétine aux dommages causés par la lumière (138). Cependant, il faut se rappeler que les mutations de RPE65 chez l'homme conduisant à l'inhibition de 11-cis-la synthèse rétinienne conduit également à plusieurs dystrophies rétiniennes, dont l'amaurose congénitale de Leber, qui entraînent une perte progressive des photorécepteurs et aboutissent à la cécité à un jeune âge (141-144).

Une autre protéine dont le dysfonctionnement conduit à l'inhibition de la régénération de la rhodopsine est la protéine de liaison cellulaire rétinienne (CRABP). Le CRABP agit normalement comme un accepteur de 11-cis-rétinienne, et la chaperonne au sein des cellules RPE. Les souris albinos avec un gène CRABP non fonctionnel présentent un taux de régénération de la rhodopsine et une résistance aux dommages induits par la lumière 10 fois diminués par rapport au type sauvage (145).

Les changements dans la composition lipidique des membranes des disques photorécepteurs affectent également le taux de régénération de la rhodopsine (136, 137). La privation alimentaire de docosahexaénoate (DHA) et d'autres lipides oméga-3 (qui peuvent servir de précurseurs métaboliques du docosahexaénoate) entraîne un épuisement substantiel de DHA dans les disques POS, réduit le taux de régénération de la rhodopsine et prévient les lésions induites par la lumière même si la quantité de rhodopsine dans les yeux adaptés à l'obscurité est augmentée (136, 137). Il faut cependant se rappeler que le DHA est extrêmement important pour le bon développement et le bon fonctionnement de la rétine et d'autres tissus neuronaux, et joue de multiples rôles en tant que facteur anti-apoptotique et anti-inflammatoire (146-148). Ainsi, la privation de DHA n'est pas une mesure utile pour prévenir les dommages photorétiniens.

Une autre façon d'inhiber la régénération de la rhodopsine est l'anesthésie à l'halothane, qui serait en concurrence avec le 11-cis-rétinien pour le site de liaison de l'opsine (149-151). Les souris et les rats anesthésiés à l'halothane sont complètement protégés contre les lésions rétiniennes induites par une exposition de 60 minutes à 13 000 lux de lumière fluorescente blanche, tandis que les animaux anesthésiés à la kétamine et/ou à la xylazine présentent une perte massive de photorécepteurs déjà induite par des doses de lumière presque 8 fois plus faibles ( 151). Ainsi, l'anesthésie à l'halothane peut être considérée comme une option préférable pour la chirurgie oculaire au cours de laquelle la rétine est susceptible d'être exposée à la lumière vive d'un microscope opératoire.

Une autre approche pharmacologique pour ralentir la régénération de la rhodopsine est l'administration d'inhibiteurs de RPE65 et d'autres enzymes impliquées dans la synthèse ou le transport de 11-cis-rétinien (152-161). L'un des inhibiteurs bien établis du cycle des rétinoïdes est le 13-cis-l'acide rétinoïque. 13-cis-l'acide rétinoïque est utilisé en clinique comme médicament appelé Isotrétinoïne ou Accutane dans le traitement de l'acné sévère et de certains cancers. Les patients prenant le médicament développent souvent une adaptation à l'obscurité retardée, qui peut être perçue comme une cécité nocturne, un effet secondaire réversible de ce traitement. Traitement de rats expérimentaux avec 13-cis-il a été démontré que l'acide rétinoïque inhibe RPE65 et 11-cis-déshydrogénase rétinienne (11cRDH), et protège efficacement la rétine des dommages induits par la lumière (158, 160, 162, 163).

D'autres inhibiteurs du cycle rétinoïde comprennent le 11-fluoro-all-trans-rétinol, 11-cis- le bromoacétate de rétinyle, la rétinylamine et ses dérivés, ainsi que les composés non rétinoïdes tels que la farnésylamine et certains isoprénoïdes (152, 154-157, 159, 164). Des expériences sur des rongeurs ont démontré que tous lestrans-la rétinylamine est un inhibiteur beaucoup plus efficace du cycle rétinoïde et présente moins de toxicité potentielle que d'autres inhibiteurs, dont le 13-cis-acide rétinoïque (152, 156).

Les voies métaboliques de la rétinylamine suggèrent également que, au moins à court terme, il s'agit d'un dérivé rétinoïde sûr. Dans le RPE, tous-trans-la rétinylamine est réversiblement N-acétylée par la lécithine:rétinol acyltransférase (LRAT) et stockée, comme tout-trans-les esters de rétinyle, dans les rétinosomes (152, 155). Hydrolyse lente de tout-trans-les rétinylamides dans le RPE et le foie sont censés fournir un approvisionnement de tout-trans-rétinylamine pour l'inhibition durable du cycle rétinoïde. Les souris de type sauvage accumulent touttrans-rétinylamides dans leur RPE et foie qui y restent pendant au moins une semaine après une seule administration par gavage de tous-trans-rétinylamine (152, 156). Surtout, tout-trans-la rétinylamine n'inhibe pas l'activité LRAT en ce qui concerne l'estérification de tout-trans-rétinol le taux d'estérification de l'ensemble-trans-le rétinol est environ 50-100 fois supérieur à tous-trans-rétinylamine (155, 156). L'action principale de tous-trans-la rétinylamine bloque l'activité d'isomérisation du RPE65. Ainsi les animaux traités avec tout-trans-la rétinylamine présente une accumulation accrue d'esters de rétinyle et une synthèse inhibée de 11-cis-rétinien (152, 155, 156). L'action inhibitrice est persistante tant que les réserves de tout-trans-des rétinylamides sont disponibles. Chez les souris knock-out LRAT, qui sont incapables de synthétiser les rétinylamides,trans-la rétinylamine est rapidement éliminée de leurs yeux et de leur foie, et le taux de 11-cis-la production rétinienne est rétablie (155). Chez les souris de type sauvage et les souris LRAT-/-, tous lestrans-la rétinylamine peut être complètement désaminée-trans-rétinol, qui est ensuite estérifié pour augmenter le pool de stockage de tous-trans-esters de rétinyle. Cependant, chez les souris de type sauvage, cette voie de tout-trans-le métabolisme de la rétinylamine est mineur par rapport à la formation d'amides.

Notamment, le prétraitement des souris avec tout-trans-la rétinylamine offre une protection complète contre les dommages induits par la lumière sur la rétine (153). Les souris BALB/c exposées pendant 2 h à 5000 lux de lumière fluorescente blanche (sans dilatation pupillaire) développent dans la semaine suivante une perte massive de photorécepteurs et une perte de la fonction visuelle scotopique et photopique en l'absence de tout-trans-rétinylamine. Étonnamment, les souris prétraitées avec 3,5 mol all-trans-rétinylamine ne montre aucune différence significative dans la morphologie rétinienne par rapport au témoin maintenu à l'obscurité. Sur la base de l'efficacité de la protection contre les lésions rétiniennes induites par la lumière, tous lestrans-la rétinylamine semble être l'inhibiteur du cycle des rétinoïdes le plus prometteur pour les applications in vivo.


Pourquoi l'efficacité de la régénération de la rhodopsine est-elle importante dans la susceptibilité de la rétine aux dommages photographiques ? Pour comprendre pourquoi la régénération efficace de la rhodopsine augmente la susceptibilité de la rétine aux dommages photoélectriques, nous devons examiner de plus près le cycle des rétinoïdes (Figure 8, 9) (133, 134). Après absorption d'un photon, le chromophore de la rhodopsine, 11-cis-le rétinal subit une isomérisation ultrarapide à tous-trans-rétinienne. Cette étape primaire est suivie par des changements de conformation de la protéine opsine conduisant à la formation de métarhodopsine II biochimiquement active. La métarhodopsine II initie une cascade d'événements conduisant à la perception visuelle par activation de la protéine G, la transducine (Figure 8).

La transducine activée active la phosphodiestérase, qui dégrade ensuite les nucléotides du GMP cyclique cytosolique (cGMP). Des niveaux cytoplasmiques réduits de cGMP conduisent à la dissociation des molécules cGMP des canaux contrôlés par le cGMP, ce qui à son tour conduit à la fermeture de ces canaux. En conséquence, l'afflux de cations sodium et calcium est inhibé et conduit à une accumulation d'ions positifs à l'extérieur de la membrane plasmique des photorécepteurs, aboutissant à une hyperpolarisation. La métarhodopsine II continue d'activer les transducines suivantes jusqu'à ce qu'elle soit phosphorylée par la rhodopsine kinase et se lie à l'arrestine. Dans la métarhodopsine II tout-trans-la rétine reste liée à la lysine, mais la liaison de base de Schiff est déprotonée (Figure 9). Finalement, tout-trans-le rétinal est hydrolysé à partir de la protéine mais reste lié de manière non covalente au "site de sortie" de l'opsine (165). Tout en restant à cet endroit, tous-trans-le rétinal peut servir de substrat à une enzyme, le photorécepteur rétinol déshydrogénase (prRDH), qui le réduit à tout-trans-rétinol. Cependant, si une nouvelle molécule de 11-cis-la rétine est délivrée et liée au site actif de l'opsine, tout-trans-le rétinal se dissocie de la protéine opsine à la membrane lipidique avant d'être réduit enzymatiquement (165).


Chez la souris, la réduction enzymatique tout-trans-rétinien à tous-trans-le rétinol est un processus relativement lent (133, 134). Ainsi, la régénération de la rhodopsine est une condition préalable à l'accumulation de tout-trans-rétinienne dans la membrane du disque photorécepteur. Gratuit tout-trans-le rétinal est non seulement toxique en tant qu'aldéhyde réactif et, en présence d'ions métalliques redox actifs, une source de radicaux libres dans l'obscurité, mais c'est aussi un puissant photosensibilisateur photoactivé par les UV-A et la lumière bleue (133, 134). Photoexcitation de tout-trans-rétinal avec UV-A ou lumière bleue est suivi d'un passage intersystème efficace à partir d'un état singulet excité et de la formation d'un état triplet excité. L'énergie de l'état triplet rétinien est suffisamment élevée pour permettre un transfert d'énergie efficace vers l'oxygène moléculaire et, par conséquent, de l'oxygène singulet est produit. Les rendements quantiques de la photogénération d'oxygène singulet par tout-trans-rétiniens sont fortement dépendants du solvant. Dans les solvants aprotiques et non polaires tels que le benzène, la valeur du rendement quantique de la génération de 1 O 2 est de 30 % (166), alors que dans le méthanol protique - seulement 5 % (167). Photoexcitation de tout-trans-rétinal dans le méthanol ou dans le diméthylsulfoxyde (DMSO) : mélange benzénique conduit à la formation de radicaux superoxydes (167, 168).



L'oxygène singulet et le superoxyde peuvent tous deux induire des dommages oxydatifs aux composants cellulaires (169, 170) (Figure 10). L'oxygène singulet induit directement l'oxydation de la guanine et de plusieurs résidus d'acides aminés, ainsi que l'oxydation des lipides insaturés, ce qui entraîne la formation d'hydroperoxydes lipidiques. Les lipides insaturés sont particulièrement enrichis dans la rétine, avec une abondance de docosahexaénoate avec six doubles liaisons insaturées, qui est extrêmement sensible à la peroxydation.

Le superoxyde peut interagir avec l'oxyde nitrique, qui est constitutivement produit par la rétine, et forme du peroxynitrite extrêmement réactif. Le peroxynitrite peut nitrater les lipides et les protéines. En effet, plusieurs études ont démontré que la peroxydation lipidique et la nitration des protéines sont le résultat d'une lésion rétinienne induite par la lumière (111, 133, 134). Le superoxyde se dismute en peroxyde d'hydrogène, qui, à son tour, peut participer à des réactions de type Fenton : le peroxyde d'hydrogène interagit avec une forme réduite d'ions métalliques tels que Cu(I) ou Fe(II) conduisant à l'oxydation des ions métalliques et à la décomposition des peroxyde d'hydrogène en anion hydroxyle et radical hydroxyle extrêmement oxydant (OH . ).

Les radicaux hydroxyle réagissent rapidement avec presque tous les types de biomolécules, y compris les lipides insaturés où OH . peut initier une chaîne de peroxydation lipidique. Une chaîne de peroxydation lipidique peut également être initiée par la décomposition d'hydroperoxydes lipidiques induite par des ions métalliques redox-actifs. Les produits secondaires de la peroxydation lipidique comprennent des composés réactifs qui s'ajoutent aux résidus d'acides aminés sur les protéines, affectant souvent la structure et la fonction des protéines. Ainsi, une irradiation de la rétine avec de la lumière bleue en présence de tout-trans-rétinal impose un risque de génération d'espèces réactives de l'oxygène, de peroxydation lipidique et de modifications oxydatives des protéines dans les segments externes des photorécepteurs (Figure 10).

Il a été montré que photoexcité tout-trans-la rétine inactive la protéine du bord du transporteur de cassette de liaison à l'ATP, ABCR (également connue sous le nom d'ABCA4), qui est présente dans les bords des disques des segments externes des photorécepteurs, et est impliquée dans l'élimination de tous-trans-rétinien des disques (171, 172). ABCR fonctionne comme un transporteur de tout-trans-rétinal conjugué à la phosphatidyléthanolamine au feuillet externe de la membrane du disque photorécepteur, facilitant ainsi sa réduction enzymatique par la rétinol déshydrogénase (RDH) (171-176). L'inactivation de l'ABCR peut entraîner une augmentation supplémentaire de l'accumulation de tous lestrans-rétinien tant qu'il y a un apport constant de 11-cis-pigments visuels rétiniens à photoblanchis. Les réserves d'esters de rétinyle dans l'EPR humain représentent environ 2,5 mol eq de la rhodopsine totale (177). Ainsi, dans le pire des cas, où une offre suffisante de 11-cis-rétinal est fourni, mais soit ABCR ou photorécepteur RDH sont inactifs, la concentration de tout accumulée-trans-rétinal dans la rétine humaine peut théoriquement atteindre une concentration stupéfiante de 10,5 à 13 mM (sur la base d'une concentration de rhodopsine de 3 à 3,8 mM) (133, 134).

Gratuit tout-trans-formes rétiniennes adduits de base de Schiff avec une composante abondante de disques photorécepteurs, phosphatidyléthanolamine (PE), N-rétinylidène phosphatidyléthanolamine (NRPE). NRPE peut interagir avec une autre molécule de tout-trans-des produits de condensation rétiniens formant un bisrétinoïde, appelé A2PE (Figure 11). Détection de l'A2PE et d'un autre dérivé de tout-trans-rétinien avec PE, tout-trans-dimères rétiniens dans la rétine, et leurs produits d'hydrolyse correspondants dans le RPE indiquent que des concentrations considérables de tout-trans-la rétine s'accumule dans les segments externes des photorécepteurs (133, 134).


Effets sur la RPE des dommages causés aux segments externes des photorécepteurs. En raison d'un contact intime entre les segments externes des photorécepteurs (POS) et les processus de l'EPR qui les entourent, il peut être suggéré que les dommages oxydatifs initiés par tous-trans-la rétine peut facilement se propager du POS aux membranes apicales de l'EPR. De plus, le risque de photodommage du RPE médié par tous-trans-rétinienne peut être augmentée car les POS sont constamment renouvelés et les extrémités des segments externes sont phagocytées quotidiennement par l'EPR (178). Le phagosome fusionne avec les lysosomes et son contenu est destiné à subir une dégradation lysosomale. Cependant, l'acidification des phagosomes peut encore intensifier les dommages oxydatifs dus à la protonation des anions radicaux superoxydes, qui deviennent alors plus réactifs et capables d'initier une chaîne de peroxydation lipidique. D'autre part, un dérivé de tout-trans-rétinien, un bisrétinoïde de pyridinium appelé A2E (Figure 11) inhibe les pompes à protons lysosomales. À la suite d'une augmentation du pH, les activités de l'enzyme lysosomale sont diminuées. Il a été démontré que certains produits de la peroxydation lipidique inhibent directement les enzymes lysosomales. De plus, l'oxydation des lipides et des protéines conduit à la formation d'adduits de protéines avec des produits d'oxydation des lipides et des protéines réticulées qui ne sont plus susceptibles d'être dégradées par les enzymes lysosomales (179). En raison d'une dégradation lysosomale incomplète, des corps granuleux résiduels s'accumulent avec l'âge dans l'EPR appelé pigment d'âge ou lipofuscine (Figure 11) (133, 134).

L'accumulation de lipofuscine peut être considérablement réduite par une carence alimentaire en vitamine A (ingérée sous forme detrans-rétinol, tout-trans-palmitate de rétinyle ou ses précurseurs - bêta-carotène ou cryptoxanthine) ou par altération pharmacologique de l'apport de vitamine A à l'œil induite par le fenrétinide (126). Il a été montré que les constantes de vitesse de régénération de la rhodopsine après photoblanchiment sont similaires chez les souris traitées au fenrétinide et les souris traitées au véhicule, cependant, les souris traitées au fenrétinide présentent des concentrations plus faibles de tout-accumulé.trans-rétinienne après exposition à la lumière.

Toutes les conditions discutées précédemment qui augmentent la sensibilité aux dommages photorétiniens en permettant une régénération efficace de la rhodopsine, et donc l'accumulation de tout-trans-rétinienne, ont également été montrés pour accélérer la formation et l'accumulation de RPE lipofuscine (tableau 1) (133, 134). Une accumulation accrue de lipofuscine est observée chez les souris knock-out RDH12 avec une synthèse accélérée de 11-cis-rétinienne, ainsi que chez les souris déficientes en ABCR, RDH8 ou RDH12 chez lesquelles une clairance retardée de tout-trans-rétinal des segments externes des photorécepteurs après photoblanchiment des pigments visuels (175, 180-182). Le stress oxydatif augmente également l'accumulation de lipofuscine (183-193). Cependant, le rôle essentiel de toustrans-la formation rétinienne de la lipofuscine RPE est soulignée par des expériences où des rongeurs recevant des injections intravitréennes d'ions fer accumulent une augmentation de la lipofuscine dans la RPE mais l'accumulation de lipofuscine n'est pas augmentée chez les animaux présentant une carence en vitamine A malgré l'injection de fer qui cause de graves dommages aux photorécepteurs ( 187). De manière cohérente, toutes les approches visant à inhiber le cycle des rétinoïdes et à minimiser ainsi l'accumulation de tous lestrans-rétinienne et réduire le risque de photolésions de la rétine, diminuer également l'accumulation de lipofuscine (126, 154, 163, 187, 194-199) (tableau 1). Il existe également plusieurs maladies de la rétine humaine et de leurs modèles animaux où une accumulation accrue de lipofuscine est observée et, bien qu'encore largement non prouvée, peut être attribuée à une accumulation accrue de rétines et de stress oxydatif dans la rétine (134) (tableau 1).

Tableau 1. Facteurs affectant l'accumulation de lipofuscine dans l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR).


Rôle de la lipofuscine dans le photodommage de la rétine. La lipofuscine s'accumule progressivement tout au long de la vie pour atteindre près de 20 % du volume cytoplasmique à l'âge de 80 ans (200). En raison de sa fluorescence à large bande lorsqu'elle est excitée avec de la lumière bleue ou verte, l'accumulation de lipofuscine peut être détectée non seulement dans les coupes histologiques mais aussi in vivo par ophtalmoscopie à balayage laser (201, 242, 243).

L'accumulation de RPE lipofuscine est fortement accélérée dans certaines maladies rétiniennes (242). Toutes les maladies humaines liées à une accumulation accrue de la lipofuscine RPE, ainsi que certains modèles animaux de ces maladies, sont également liées à un dysfonctionnement ultérieur de la RPE et des photorécepteurs conduisant à leur atrophie (201, 208, 209, 231, 242, 244 , 245). Bien qu'il reste encore à prouver définitivement si la lipofuscine est un facteur causal de la dégénérescence rétinienne, de plus en plus de preuves suggèrent que la lipofuscine peut nuire à la fonction et à la viabilité de l'EPR et des cellules voisines. L'accumulation de lipofuscine liée à l'âge chez les Blancs est en corrélation avec la perte des photorécepteurs sous-jacents (244). La distribution de la lipofuscine est également en corrélation avec les changements dégénératifs initiaux observés dans la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA) (201, 246). Les mesures de la fluorescence de la lipofuscine et de la progression des zones atrophiques chez les patients suggèrent également que les zones avec une accumulation accrue de lipofuscine sont plus susceptibles de devenir atrophiques que les autres zones (242, 245).

Alors que l'accumulation de lipofuscine peut être le résultat d'un dommage photo-rétinien, une fois présente dans l'EPR, la lipofuscine peut elle-même propager des dommages photo-oxydants (133, 134) (Figure 10). Avec l'âge, il y a une augmentation de la sensibilité de l'EPR aux dommages photooxydatifs (133). Plusieurs sources de preuves expérimentales : i) phototoxicité dépendante de la lipofuscine pour les cellules RPE humaines cultivées ii) une augmentation en fonction de l'âge de la teneur en lipofuscine et de la sensibilité des cellules RPE à la photooxydation et iii) des similitudes des spectres d'action de l'oxydation photo-induite, indiquent que la lipofuscine est au moins en partie responsable (105, 247).

L'irradiation de la lipofuscine avec une lumière à bande étroite entraîne une absorption d'oxygène dont l'efficacité augmente de façon monotone avec la diminution de la longueur d'onde dans la gamme de 600 nm à 280 nm (247). L'irradiation des granules de lipofuscine avec de la lumière bleue conduit à une génération photosensibilisée d'oxygène singulet qui diffuse hors du granule pour oxyder les biomolécules extragranulaires (247). La photoexcitation à la lumière bleue des granules de lipofuscine conduit également à la génération de superoxyde, de peroxyde d'hydrogène, d'hydroperoxydes lipidiques et de malondialdéhyde (247, 248). Le peroxyde d'hydrogène ne représente que

1% de l'oxygène moléculaire consommé lors de l'irradiation de la lipofuscine, tandis que la majorité de l'oxygène est utilisée pour l'oxydation des composants intragranulaires (249). La lipofuscine contient des lipides polyinsaturés abondants, donc sans surprise, l'irradiation de la lipofuscine avec de la lumière visible conduit à la formation d'hydroperoxydes lipidiques, et par la suite de produits aldéhydiques de la peroxydation lipidique. De plus, les lipides et protéines extragranulaires sont des cibles sensibles à l'oxydation photoinduite en présence de lipofuscine photoexcitée (247, 249, 250). L'extraction au chloroforme-méthanol de la lipofuscine donne une fraction lipophile soluble dans le chloroforme et une matière insoluble dans le chloroforme (251). Les deux fractions présentent une photoréactivité importante.


Photoréactivité des composants lipophiles de la lipofuscine. L'extrait lipophile de lipofuscine présente un large spectre d'absorption avec un coefficient d'absorption augmentant de manière monotone avec une longueur d'onde décroissante (Figure 12), et il comprend un ou plusieurs photosensibilisateurs puissants qui, lors de la photoexcitation, forment un état triplet excité (166, 252). L'état triplet de lipofuscine présente un large spectre d'absorption avec un maximum à environ 440 nm et un taux de décroissance vers l'état fondamental d'environ 1 x 10 5 s -1 dans de l'hexane ou du benzène saturé d'argon correspondant à une durée de vie de 10,5 s. Le triplet interagit avec l'oxygène avec une constante de vitesse bimoléculaire de 1,2 x 10 9 M -1 s -1 .

Figure 12. (A) Limites supérieures estimées pour l'absorption des UV et de la lumière visible par tous lestrans-des composants solubles dans la rétine (atRal) et dans le chloroforme de la lipofuscine (SLF) et un composant de la lipofuscine appelé A2E dans la rétine. Spectres d'absorption de tout-trans-rétinal correspondent aux solutions 3,8 mM et 13,3 mM de tout-trans-rétinien dans un trajet optique de 31,2 m correspondant à la longueur des segments externes des photorécepteurs dans la périfove. La concentration de 3,8 mM correspond à la concentration de rhodopsine dans les segments externes sombres adaptés et la concentration de 13,3 mM correspond au pire des cas où toutes les réserves d'esters de rétinyle ont été mobilisées et converties en 11-cis-rétinal pour la régénération de la rhodopsine, qui a ensuite été photoblanchie et tout-trans-le rétinal a été hydrolysé à partir de l'opsine mais pas de réduction enzymatique à tout-trans-rétinol a eu lieu. Les spectres d'absorption des composants solubles de la lipofuscine (SLF) dans le RPE sont basés sur (i) les spectres d'absorption du poids sec mesuré de ces composants solubilisés dans le benzène (ii) la teneur en composants solubles dans le chloroforme de la lipofuscine par granule de lipofuscine, 0,093 pg/ granule (251) (iii) un nombre estimé de granules de 7 966 par cellule RPE où la lipofuscine occupe 19% du volume cellulaire, et un volume de lipofuscine est calculé sur la base d'un diamètre moyen de granule de lipofuscine de 0,5 m et (iv) l'épaisseur du Couche RPE de 14 m. Les spectres d'absorption de l'A2E sont basés sur la teneur en A2E du granule de lipofuscine de 7,8 x 10 -20 mol/granule (105), et d'autres hypothèses comme ci-dessus. Cela conduit à une concentration moyenne d'A2E dans le RPE de 0,224 mM. L'absorption intégrée de la lumière visible (>390 nm) des composants solubles de la lipofuscine est 120 fois supérieure à celle de l'A2E. Encart : Spectre d'absorption de A2E après soufflage de l'axe des ordonnées. Notez que les calculs de l'absorption attendue de la lumière par tous-trans-rétinien, extrait de lipofuscine et A2E désignent les chromophores en solution. Dans des conditions physiologiques, tous les chromophores sont présents dans les disques photorécepteurs ou sont encapsulés dans des granules de lipofuscine, et donc leur section efficace d'absorption dans les segments externes des photorécepteurs ou le RPE peut être sensiblement plus petit que celui en solution.

(B, C, D) Dépendance de la longueur d'onde des taux initiaux d'absorption d'oxygène induite par la lumière normalisée à un nombre égal de photons incidents (spectres d'action de la photooxydation) pour la suspension des granules de lipofuscine (LF) (B), des composants insolubles (ILF) et solubles (SLF) de la lipofuscine (C ) et A2E dans des liposomes contenant des lipides insaturés comme substrat d'oxydation (D). Le maximum dans chaque graphique a été pris comme 100 %. Notez que le taux de photooxydation augmente avec la diminution de la longueur d'onde pour LF, SLF et ILF, tandis que pour A2E, il présente un maximum qui correspond au maximum dans son spectre d'absorption. Modifié de (133, 134).

L'énergie de l'état triplet de lipofuscine est suffisamment élevée pour être transférée à l'oxygène moléculaire pour former de l'oxygène singulet (166). Les rendements quantiques de la génération d'oxygène singulet par la lipofuscine photoexcitée dépendent de la longueur d'onde d'excitation, du solvant et de la concentration en oxygène. L'excitation avec une lumière UV à 355 nm ou une lumière bleue (420-440 nm) d'un extrait lipophile de lipofuscine solubilisé dans du benzène saturé d'air entraîne la génération d'oxygène singulet avec un rendement quantique d'environ 8 % et 5 %, respectivement. Cela suggère qu'il existe différents photosensibilisateurs impliqués et/ou que les contributions de chromophores avec différentes propriétés de photosensibilisation sont différentes à 355 nm qu'à 420-440 nm.

La photoexcitation de l'extrait de lipofuscine dans le méthanol conduit à la formation d'un état triplet excité avec une durée de vie de 7 s (252). Le rendement quantique de la formation photosensibilisée d'oxygène singulet dans le méthanol saturé d'air est de 5% (le même que pour tous lestrans-rétinienne) (252, 253). La saturation de la solution de lipofuscine dans le benzène avec de l'oxygène conduit à une augmentation substantielle des rendements quantiques d'oxygène singulet jusqu'à 15 % et 9 % pour l'excitation avec 355 nm et la lumière bleue, respectivement (166). L'augmentation peut s'expliquer par la présence de photosensibilisateurs avec des triplets avec des durées de vie inférieures à 10,5 s. Alternativement, la concentration accrue d'oxygène peut faciliter le croisement intersystème d'états singulets excités. Il a été démontré que la lipofuscine comprend différents fluorophores avec des durées de vie à l'état singulet d'environ 60 ps, ​​0,32 ns, 1,2 ns et 4,8 ns. En particulier, les deux derniers fluorophores dans leurs états singulet excités ont une durée de vie suffisamment longue pour permettre une interaction efficace avec l'oxygène de l'état fondamental, conduisant à un croisement amélioré entre les systèmes pour former un état triplet de lipofuscine et/ou un transfert d'énergie d'un état singulet de lipofuscine excité vers l'oxygène et la formation d'oxygène singulet.

Le superoxyde est un produit mineur généré par la lipofuscine photoexcitée par rapport à l'oxygène singulet. Le rendement quantique de la génération de superoxyde induite par la lumière bleue dans un mélange 9:1 de diméthylsulfoxyde et de benzène n'est que

0,1%, soit environ 50 fois plus petit que pour l'oxygène singulet (254).

L'un des composants lipophiles de la lipofuscine est l'A2E (255, 256). L'A2E ne fournit que 0,8 % de contribution à l'absorption de la lumière visible par les granules de lipofuscine et présente de très faibles propriétés photosensibilisantes, de sorte que la contribution de l'A2E à la photoréactivité de la lipofuscine n'est que mineure (133, 134) (tableau 2, figure 12). Par exemple, A2E contribue au plus à 1 molécule d'oxygène singulet pour 300 molécules d'oxygène singulet générées par la lipofuscine. L'A2E contribue au plus à 1 molécule de superoxyde pour 384 molécules de superoxyde générées par la lipofuscine.

Tableau 2. Contributions des extraits de lipofuscine et de l'un de ses composants, l'A2E au contenu du granule de lipofuscine, et comparaison des propriétés photosensibilisantes de l'extrait lipophile de lipofuscine avec l'A2E (133, 134).

L'A2E a beaucoup attiré l'attention en raison de ses propriétés (photo)toxiques pour les cellules RPE étudiées in vitro (255). Cependant, des études sur la phototoxicité de la lipofuscine ont démontré des effets phototoxiques dramatiques induits par des concentrations de lipofuscine correspondant à des concentrations d'A2E de seulement 13 ng par million de cellules, ce qui est au moins deux ordres de grandeur inférieur à la concentration d'A2E nécessaire pour exercer des effets toxiques détectables sur les cellules RPE. dans l'obscurité, et environ 17 fois plus faible que la plus faible concentration d'A2E nécessaire pour exercer une toxicité lors d'une exposition à une dose de 450 J/cm 2 de lumière bleu-vert (390-550 nm) (105, 259). Les cellules nourries avec 300 granules de lipofuscine par cellule et exposées à des doses de lumière bleu-vert jusqu'à 121 J/cm 2 présentent une inhibition des enzymes antioxydantes et lysosomales, des changements de morphologie avec perte d'intégrité de la monocouche, perte d'intégrité lysosomale, accumulation accrue des aldéhydes dérivés de la peroxydation lipidique, du malondialdéhyde et du 4-hydroxynonénal, des dommages à l'ADN et une viabilité cellulaire considérablement réduite (105, 106, 260, 261).

La plupart des études sur l'effet (photo)toxique de l'A2E ont été réalisées avec une solution d'A2E dans du diméthylsulfoxyde injectée dans un milieu de culture cellulaire (133, 134). Dans des conditions physiologiques, l'A2E est présent dans le granule de lipofuscine, et des études récentes indiquent que l'A2E est fortement ancré dans ce granule (179). L'incubation des granules de lipofuscine en présence de protéinase K et de SDS conduisant à l'élimination de la plupart des protéines du granule, n'affecte pas la concentration d'A2E restant dans le granule. On peut suggérer qu'en raison de l'encapsulation de l'A2E dans le granule de lipofuscine, il est peu probable que l'A2E exerce des effets délétères sur les mitochondries, l'ADN et les protéines de transport, qui ont été observés lors d'expériences avec l'administration d'A2E en solution.

Dans les granules de lipofuscine, l'A2E est très susceptible de subir une photooxydation. Les produits d'oxydation de l'A2E comprennent une variété d'époxydes, de peroxydes cycliques, d'oxydes furanoïdes et de carbonyles (262-270). Plusieurs de ces produits ont été identifiés dans l'EPR humain post mortem. De nouveau, in vitro des études avec administration d'A2E à des cellules RPE cultivées en solution et photooxydation ultérieure, ou administration directe de produits d'oxydation A2E d'A2E en solution ont démontré plusieurs effets néfastes des produits d'oxydation A2E, notamment des dommages à l'ADN, l'induction de facteurs pro-angiogéniques, l'activation de la cascade du complément et d'autres voies pro-inflammatoires (133, 134). Il reste à montrer si ces produits d'oxydation de l'A2E peuvent stimuler ces effets tout en étant piégés dans le granule de lipofuscine.

Un autre composant lipophile identifié de la lipofuscine est tout-trans-le dimère rétinien-phosphatidyléthanolamine, ainsi que ses dérivés, tous-trans-dimère rétinien-éthanolamine et tout-trans-dimères rétiniens, et leurs formes protonées (271). Il a été démontré que tout-trans-le dimère rétinien et ses dérivés génèrent de l'oxygène singulet lors d'une photoexcitation avec une lumière de 430 nm ou 500 nm, mais les rendements en oxygène singulet n'ont pas été quantifiés. Fait intéressant, il a été démontré que les produits d'oxydation du docosahexaénoate, un composant abondant des membranes du segment externe des photorécepteurs et également présent dans la lipofuscine, présentent des propriétés photosensibilisantes lors de la photoexcitation avec la lumière UV ou bleue (272). Le spectre d'absorption d'un mélange de docosahexaénoate oxydé présente un coefficient d'absorption croissant avec une longueur d'onde décroissante dans une plage de 300 à 600 nm. La photoexcitation du docosahexaénoate oxydé à 355 nm ou à la lumière bleue conduit à la formation d'un état triplet similaire à celui de l'extrait lipophile de lipofuscine. L'état triplet est éteint par l'oxygène, ce qui conduit à une génération photosensibilisée d'oxygène singulet. L'irradiation continue du docosahexaénoate oxydé avec de la lumière bleue conduit à la génération photosensibilisée de superoxyde.


Photoréactivité des composants insolubles dans le chloroforme de la lipofuscine. Les composants insolubles dans le chloroforme de la lipofuscine présentent également la capacité de photosensibiliser la génération d'oxygène singulet, de superoxyde et l'oxydation de lipides et de protéines exogènes (251). Les parties soluble et insoluble du granule de lipofuscine subissent une photo-oxydation et présentent la capacité d'oxyder les lipides et les protéines ajoutés de manière exogène. Il est intéressant de noter que les fractions solubles et insolubles de la lipofuscine ne présentent aucun changement de photoréactivité lié à l'âge lorsqu'elles sont étudiées à la même concentration de masse sèche, même si les granules de lipofuscine deviennent plus photoréactifs avec l'âge. Avec l'âge, il y a une augmentation de la teneur en composants insolubles dans un granule moyen de lipofuscine, tandis que la contribution de la partie soluble reste constante. Ainsi, l'augmentation de la photoréactivité liée à l'âge d'un granule moyen de lipofuscine peut s'expliquer par l'augmentation de la partie insoluble.


La photoréactivité de la lipofuscine RPE est-elle nocive pour la rétine ?
In vivo, les granules de lipofuscine sont continuellement exposés à la lumière visible (400-700 nm) et à des tensions d'oxygène élevées [environ 70 mm Hg (109)], offrant ainsi des conditions idéales pour la formation d'espèces réactives, avec le potentiel d'endommager les protéines cellulaires et les membranes lipidiques . Cependant, la rétine est équipée d'un certain nombre d'antioxydants et d'enzymes de détoxification. Ainsi, on peut affirmer que pour causer des dommages, les flux d'espèces réactives générés par la lipofuscine doivent dépasser la capacité de ces défenses cellulaires.


Comment la rétine est-elle protégée des dommages induits par la lumière ?

Il existe de nombreux mécanismes naturels protégeant la rétine d'une exposition excessive à la lumière. Ils comprennent la géométrie oculaire où la lumière est partiellement bloquée par les paupières pour ne pas pénétrer dans l'œil à travers la pupille (273). La réponse d'aversion à la lumière vive et le strabisme protègent davantage contre une exposition excessive. De plus, la dilatation ou la constriction de la pupille (appelée réflexe de lumière pupillaire) est responsable de l'ajustement des niveaux de lumière atteignant la rétine dans deux ordres de grandeur.

L'exposition à long terme à la lumière ambiante entraîne plusieurs réponses adaptatives de la rétine. Comme mentionné précédemment, en fonction des niveaux de lumière auxquels les animaux sont élevés, la concentration de rhodopsine est régulée, de sorte que le flux résultant de photons absorbés dans la couche du segment externe de la tige est relativement stable, indépendamment des changements saisonniers d'intensité de la lumière environnementale ( ce qu'on appelle la photostase) (274). Pour les animaux élevés en lumière vive, la synthèse de la rhodopsine est régulée à la baisse, tandis que la dégradation de la rhodopsine médiée par l'ubiquitine est augmentée (275, 276). De plus, l'élevage d'animaux sous une lumière vive entraîne une augmentation de la teneur en cholestérol et une diminution de la teneur en lipides polyinsaturés, tels que le docosahexaénoate, dans les segments externes des photorécepteurs (277-280). Ce changement dans l'environnement lipidique de la rhodopsine dans les disques photorécepteurs diminue fortement le rapport de formation de la métarhodopsine II biochimiquement active à la métarhodopsine III biochimiquement inactive mais thermiquement stable, les deux étant formées lors de la photoexcitation de la rhodopsine (133, 134). On peut suggérer qu'en raison d'une concentration diminuée de métarhodopsine II, le taux d'accumulation de tout-libretrans-la rétine est diminuée. Un épuisement substantiel du docosahexaénoate chez le rat diminue nettement le taux de régénération de la rhodopsine et prévient les lésions rétiniennes induites par la lumière blanche. Ces changements de composition dans les segments externes des photorécepteurs nécessitent du temps. Comme il faut environ 2 semaines pour éliminer et remplacer tous les segments externes de la tige, on peut affirmer qu'il s'agit d'un temps minimal nécessaire pour ajuster la composition moléculaire des segments externes des photorécepteurs à la nouvelle intensité de la lumière environnementale. Ce mécanisme est probablement suffisant pour s'adapter aux changements saisonniers de l'intensité lumineuse de l'environnement. Cependant, lorsque nous nous évadons pour de courtes vacances d'un pays nuageux et pluvieux vers un endroit ensoleillé ou une station de ski en altitude, nous rentrons souvent chez nous avant que notre rétine ne s'adapte pleinement au niveau de luminosité plus élevé.

Des concentrations relativement élevées dans la rétine d'antioxydants de faible poids moléculaire, tels que l'ascorbate hydrophile (vitamine C), ou l'alpha-tocophérol lipophile (vitamine E) ou les xanthophylles, la lutéine et la zéaxanthine peuvent protéger les biomolécules des dommages photosensibilisés en piégeant les radicaux libres, en brisant les chaînes de la peroxydation lipidique et de l'extinction des états triplets excités et de l'oxygène singulet (170, 281). La rétine externe présente également des concentrations élevées d'enzymes antioxydantes (281, 282). Les enzymes antioxydantes, telles que la superoxyde dismutase, la catalase et le glutathion peroxyde sont responsables de la catalyse de la dismutation du superoxyde en peroxyde d'hydrogène et de la décomposition du peroxyde d'hydrogène et des hydroperoxydes lipidiques (Figure 13).

Il est important de souligner qu'il n'existe pas un seul antioxydant qui puisse offrir une meilleure protection qu'un mélange approprié de différents antioxydants (Figure 13). Par exemple, l'alpha-tocophérol lipophile et l'ascorbate hydrophile peuvent offrir une protection synergique (170). En raison du piégeage des radicaux peroxyles, l'alpha-tocophérol brise une chaîne de peroxydation lipidique mais devient lui-même un radical libre. Alors que le radical alpha-tocophéroxyle est beaucoup moins réactif que les radicaux peroxyles dérivés des lipides, son accumulation dans la membrane lipidique peut éventuellement conduire à une propagation de la peroxydation lipidique.L'ascorbate hydrophile peut réduire le radical alpha-tocophéroxyle à la molécule mère, régénérant ainsi l'antioxydant lipophile prêt à piéger un autre radical peroxyle. À la suite du transfert d'hydrogène, l'ascorbate devient un radical ascorbyle hydrophile. Les radicaux ascorbyle sont disproportionnés par rapport à l'ascorbate et au déhydroascorbate. Le radical ascorbyle et le déhydroascorbate peuvent être soit réduits enzymatiquement en ascorbate, soit encore métabolisés et éliminés dans le plasma sanguin, puis dans l'urine.



Un autre exemple de coopération entre antioxydants pour obtenir une protection synergique contre les dommages photosensibilisés est la coopération entre le caroténoïde lipophile, la zéaxanthine et l'alpha-tocophérol lipophile ou l'ascorbate hydrophile (283, 284). En raison de son état triplet excité à faible énergie, la zéaxanthine est un extincteur efficace des états triplet excités des photosensibilisateurs et de l'oxygène singulet. Cependant, il perd ces propriétés lorsqu'il est dégradé en raison de l'interaction avec les radicaux libres. L'ascorbate et l'alpha-tocophérol peuvent réduire et donc régénérer les xanthophylles parentes à partir du radical cation xanthophylle semi-oxydé. De plus, en piégeant les radicaux libres plus efficacement que les xanthophylles, ils peuvent protéger la xanthophylle de la dégradation, ce qui lui permet de fonctionner plus longtemps en tant qu'extincteur d'états excités électroniquement.

Lorsque l'étendue de la peroxydation dépasse la capacité des défenses antioxydantes, de multiples produits finaux de la peroxydation lipidique se forment, notamment des carbonyles réactifs et des époxydes. Comme ils sont souvent hydrophobes, une enzyme de détoxification efficace et un système de transport ont évolué qui éliminent ces produits de la cellule (285-288). Par exemple, la glutathion transférase peut conjuguer des aldéhydes dérivés de lipides avec du glutathion, ce qui les rend plus solubles dans l'eau pour permettre leur élimination de la membrane lipidique, puis de la cellule. L'adaptation à long terme à la lumière environnementale comprend également des concentrations accrues d'antioxydants de faible poids moléculaire dans la rétine, tels que la vitamine E et la vitamine C, et leurs niveaux augmentent proportionnellement à l'augmentation de l'intensité lumineuse (279, 280). Tous ces mécanismes d'adaptation à la lumière ambiante sont au moins en partie efficaces pour prévenir les dommages induits par la lumière sur la rétine (133, 134).

La lumière visible atteignant la rétine est essentielle à la perception visuelle, mais, malgré que la rétine soit dotée de plusieurs mécanismes pour se protéger, il est facile d'exposer la rétine à des niveaux de lumière qui dépassent ces défenses naturelles et causent des dommages. L'accumulation de dommages oxydatifs tout au long de la vie, dont une partie est due aux dommages induits par la lumière, peut contribuer aux changements et aux dégénérescences liés à l'âge observés dans la rétine âgée. Une meilleure compréhension des processus photo-induits dans la rétine est nécessaire pour aider à prédire quels niveaux d'éclairage sont sans danger pour la rétine normale, et élucider les conditions dans lesquelles même le rayonnement solaire ambiant peut imposer un risque de photodommage rétinien.

1. Boettner EA, Wolter JR. Transmission de la média oculaire. Investir Ophthalmol 19621:776-783.

2. Jaffe GJ, Irvine AR, Wood IS, Severinghaus JW, Pino GR, Haugen C. Phototoxicité rétinienne au microscope opératoire - le rôle de l'oxygène inspiré. Ophtalmologie 198895:1130-1141.

3. Ham WT, Mueller HA, Ruffolo JJ, Millen JE, Cleary SF, Guerry RK, Guerry D. Mécanismes de base sous-jacents à la production de lésions photochimiques dans la rétine des mammifères. Curr Eye Res 19843 :165-174.

4. Ruffolo J, Jr, Ham W, Jr, Mueller H, Millen J. Lésions photochimiques dans la rétine des primates dans des conditions d'oxygène sanguin élevé. Investir Ophthalmol Vis Sci 198425:893-898.

5. Delori FC, Webb RH, Sliney DH. Expositions maximales admissibles pour la sécurité oculaire (ANSI 2000), en mettant l'accent sur les dispositifs ophtalmiques. J Opt Soc Am A-Opt Image Sci Vis 200724:1250-1265.

6. Ozdek S, Deren YT, Gurelik G, Hasanreisoglu B. Triamcinolone sous-ténon postérieur, triamcinolone intravitréenne et photocoagulation au laser à grille pour le traitement de l'œdème maculaire dans l'occlusion de la veine rétinienne de branche. Ophthalmic Res 200840:26-31.

7. Margolis R, Singh RP, Bhatnagar P, Kaiser PK. Triamcinolone intravitréenne comme traitement d'appoint à la photocoagulation panrétinienne au laser pour la rétinopathie diabétique proliférative concomitante et l'œdème maculaire cliniquement significatif. Acta Ophthalmol 200886:105-110.

8. Misiuk-Hojlo M, Krzyzanowska-Berkowska P, Hill-Bator A. Application thérapeutique des lasers en ophtalmologie. Adv Clin Exp Med 200716 : 801-805.

9. Meyer CH. Approches thérapeutiques actuelles de l'œdème maculaire diabétique. Ophtalmologie 2007221:118-131.

10. Park JJ, Pavesio C. Photocoagulation au laser prophylactique pour la nécrose rétinienne aiguë. Cela soulève-t-il plus de questions que de réponses ? Br J Ophthalmol 200892:1161-1162.

11. Weinstein GW, Rylander HG. Photocoagulation de la fovéa. Trans Am Ophthalmol Soc 197876:278-295.

12. Friedman E, Kuwabara T. L'épithélium pigmentaire rétinien. IV. Les effets néfastes de l'énergie rayonnante. Arch Ophthalmol 196880:265-279.

13. Ham WT, Jr., Ruffolo JJ, Jr., Mueller HA, Clarke AM, Moon ME. Analyse histologique des lésions photochimiques produites dans la rétine rhésus par la lumière à courte longueur d'onde. Investir Ophthalmol Vis Sci 197817:1029-1035.

14. Duke-Elder S, MacFaul PA. Blessures non mécaniques. Dans : Duke-Elder S (ed), Systemtis of Ophthalmology. Saint Louis : CV Mosby 1972 : 837-916.

15. Topouzis F, Koskosas A, Pappas T, Anastasopoulos E, Raptou A, Psilas K. Rétinite fovéomaculaire et résultats de tomographie par cohérence optique associés. Imagerie laser ophtalmique 200738 : 333-335.

16. Stangos AN, Petropoulos IK, Pournaras JA, Zaninetti M, Borruat FX, Pournaras CJ. Résultats de la tomographie par cohérence optique et de l'électrorétinogramme multifocal dans la rétinopathie solaire chronique. Am J Ophthalmol 2007144:131-134.

17. Kallmark FP, Ygge J. Lésion fovéale photo-induite après avoir vu une éclipse solaire. Acta Ophthalmol Scand 200583:586-589.

18. Arda H, Oner A, Mutlu S, Kose Z, Gumus K, Karakucuk S, Mirza E. Électrorétinogramme multifocal pour l'évaluation des dommages causés par le soleil après l'éclipse solaire du 29 mars 2006 : électrorétinographie multifocale dans la maculopathie solaire. Doc Ophthalmol 2007114:159-162.

19. Schatz P, Eriksson U, Ponjavic V, Andreasson S. Électrorétinographie multifocale et tomographie par cohérence optique chez deux patients atteints de rétinopathie solaire. Acta Ophthalmol Scand 200482:476-480.

20. Kaushik S, Gupta V, Gupta A. Résultats de la tomographie par cohérence optique dans la rétinopathie solaire. Imagerie laser ophtalmique de chirurgie 200435:52-55.

21. Jorge R, Costa RA, Quirino LS, Paques MW, Calucci D, Cardillo JA, Scott IU. Résultats de la tomographie par cohérence optique chez les patients atteints de rétinopathie solaire tardive. Suis J Ophthalmol 2004137:1139-1143.

22. Garg SJ, Martidis A, Nelson ML, Sivalingam A. Tomographie par cohérence optique de la rétinopathie solaire chronique. Am J Ophthalmol 2004137:351-354.

23. Ukponmwan CU, Dawodu OA, Ayanru JO. Rétinopathie solaire à Benin City, Nigeria. West Afr J Med 200322:356-357.

24. Doyle E, Sahu D, Ong G. Rétinopathie solaire après l'éclipse solaire de 1999 dans l'East Sussex. Eyeil 200216 : 203-206.

25. Codenotti M, Patelli F, Brancato R. Résultats de l'OCT chez des patients atteints de rétinopathie après avoir regardé une éclipse solaire. Ophthalmologica 2002216:463-466.

26. Awan AA, Khan T, Mohammad S, Arif AS. Rétinopathie à éclipse : suivi de 36 cas après l'éclipse solaire d'avril 1995 au Pakistan. J Ayub Med Coll Abbottabad 200214:8-10.

27. Wong SC, Eke T, Ziakas NG. Brûlures d'éclipse : une étude prospective de la rétinopathie solaire suite à l'éclipse solaire de 1999. Lancet 2001357:199-200.

28. Michaelides M, Rajendram R, Marshall J, rétinopathie Keightley S. Eclipse. Eyeil 200115 : 148-151.

29. Rai N, Thuladar L, Brandt F, Arden GB, Berninger TA. Rétinopathie solaire. Une étude du Népal et de l'Allemagne. Doc Ophthalmol 199895:99-108.

30. Kawa P, Mankowska A, Mackiewicz J, Zagorski Z. [Rétinopathie solaire]. Klin Oczna 1998100 : 235-237.

31. Atmaca LS, Idil A, Can D. Pronostic visuel précoce et tardif dans la rétinopathie solaire. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 1995233:801-804.

32. Hope-Ross MW, Mahon GJ, Gardiner TA, Archer DB. Résultats ultrastructuraux dans la rétinopathie solaire. Oeil 19937 (Pt 1) :29-33.

33. Yannuzzi LA, Fisher YL, Krueger A, Slakter J. Rétinopathie solaire : une analyse photobiologique et géophysique. Trans Am Ophthalmol Soc 198785:120-158.

34. Devadason DS, Mahmood S, Stanga PE, Évêque PN. Rétinopathie solaire chez un patient atteint de trouble affectif bipolaire. Br J Ophthalmol 200690:247.

35. Stokkermans TJ, Dunbar MT. Rétinopathie solaire dans une clinique de soins primaires en milieu hospitalier. J Am Optom Assoc 199869:625-636.

36. Hope-Ross M, Travers S, Mooney D. Rétinopathie solaire suivant des rituels religieux. Br J Ophthalmol 198872:931-934.

37. Cangelosi GC, Newsome DA. Rétinopathie solaire chez les personnes en pèlerinage religieux. Am J Ophthalmol 1988105:95-97.

38. Eigner EH. Rétinite solaire auto-induite. Suis J Ophthalmol 196661:1546-1547.

39. Anaclerio AM, Wicker HS. Rétinopathie solaire auto-induite par des patients en hôpital psychiatrique. Am J Ophthalmol 197069:731-736.

40. Freedman J, directeur général de Gombos. Angiographie du fond d'œil à la fluorescéine dans la rétinopathie solaire auto-induite. Un rapport de cas. Can J Ophthalmol 19716:124-127.

41. Schatz H, Mendelblatt F. Rétinopathie solaire due à l'observation du soleil sous l'influence du LSD. Br J Ophthalmol 197357:270-273.

42. Fuller DG. Maculopathie solaire sévère associée à l'utilisation de diéthylamide de l'acide lysergique (LSD). Am J Ophthalmol 197681:413-416.

43. Gartner J. Suivi à long terme de la rétinopathie séreuse centrale d'un ophtalmologiste, photocoagulée par l'observation du soleil. Doc Ophthalmol 198766:19-33.

44. Sadun AC, Sadun AA, Sadun LA. Rétinopathie solaire. Une analyse biophysique. Arc Ophtalmol 1984102:1510-1512.

45. Gladstone GJ, Tasman W. Rétinite solaire après une exposition minimale. Arch Ophthalmol 197896 : 1368-1369.

46. ​​van de Kraats J, van Norren D. Densité optique des milieux oculaires humains vieillissants dans le visible et l'UV. J Opt Soc Am A-Opt Image Sci Vis 200724: 1842-1857.

47. Tso MO, La Piana FG. La fovéa humaine après l'observation du soleil. Trans Sect Ophthalmol Am Acad Ophthalmol Otolaryngol 197479:788-795.

48. Green WR, Robertson DM. Résultats pathologiques de la rétinopathie photique dans l'œil humain. Am J Ophthalmol 1991112:520-527.

49. Rothkoff L, Kushelevsky A, Blumenthal M. Rétinopathie solaire : pronostic visuel dans 20 cas. Isr J Med Sci 197814:238-243.

50. Ham WT, Mueller HA, Ruffolo JJ, Clarke AM. Sensibilité de la rétine aux dommages causés par les radiations en fonction de la longueur d'onde. Photochem Photobiol 197829:735-743.

51. Kraushar MF. Maladies fovéales. Ann Ophthalmol 198618:354-357.

52. Kirkness CM. Les instruments ophtalmiques présentent-ils un risque de lésions oculaires induites par la lumière ? Dans : Croly-Dillon J, Rosen ES, Marshall J (eds), Hazards of Light Myths & Realities Eye and Skin. Oxford : Pergamon Press 1986 : 179-186.

53. Lerman S. Effets de la lumière du soleil sur l'œil. Dans : Ben Hur E, Rosenthal I (eds), Photomedicine. Boca Raton : CRC Press 1987 : 79-121.

54. Sliney DH. Sécurité des rayonnements optiques des sources lumineuses médicales. Phys Med Biol 199742:981-996.

55. Michael R, Wegener A. Estimation du temps d'exposition sans danger à partir d'un microscope opératoire ophtalmique en ce qui concerne le rayonnement ultraviolet et les dangers de la lumière bleue pour l'œil. J Opt Soc Am A-Opt Image Sci Vis 200421:1388-1392.

56. Komaromy AM, Acland GM, Aguirre GD. Opérer dans l'obscurité : un système de vision nocturne pour la chirurgie des rétines sensibles aux dommages causés par la lumière. Arch Ophthalmol 2008126:714-717.

57. Parver LM, Auker CR, Fine BS. Observations sur des yeux de singe exposés à la lumière d'un microscope opératoire. Ophtalmologie 198390:964-972.

58. Costagliola C, Menzione M, Chiosi F, Romano MR, Della Corte M, Rinaldi M. Phototoxicité rétinienne induite par l'hydrochlorothiazide après exposition à un appareil de bronzage UV. Photochem Photobiol 200884:1294-1297.

59. Barkana Y, Belkin M. Blessures oculaires au laser. Surv Ophthalmol 200044:459-478.

60. Naidoff MA, Sliney DH. Lésion rétinienne causée par un arc de soudage. Am J Ophthalmol 197477 : 663-668.

61. Romanchuk KG, Pollak V, Schneider RJ. Brûlure de la rétine causée par un arc de soudage. Can J Ophthalmol 197813:120-122.

62. Gardner TW, Ai E, Chrobak M, Shoch DE. Maculopathie photique secondaire à un court-circuit d'un courant électrique à haute tension. Ophtalmologie 198289:865-868.

63. Vojnikovic B, Njiric S, Coklo M, Spanjol J. Rayonnement solaire ultraviolet et incidence de la dégénérescence maculaire liée à l'âge sur l'île croate de Rab. Coll Antropol 200731 Suppl 1:43-44.

64. Plestina-Borjan I, Klinger-Lasic M. Exposition à long terme au rayonnement ultraviolet solaire en tant que facteur de risque de dégénérescence maculaire liée à l'âge. Coll Antropol 200731 Suppl 1:33-38.

65. Loeffler KU, Sastry SM, McLean IW. La dégénérescence maculaire liée à l'âge est-elle associée à la formation de pinguécules ou de plaques sclérales ? Curr Eye Res 200123:33-37.

66. Jeune RW. Rayonnement solaire et dégénérescence maculaire liée à l'âge. Surv Ophthalmol 198832 : 252-269.

67. Taylor HR, West S, Munoz B, Rosenthal FS, Bressler SB, Bressler NM. Les effets à long terme de la lumière visible sur l'œil. Arch Ophthalmol 1992110:99-104.

68. Tomany SC, Cruickshanks KJ, Klein R, Klein BEK, Knudtson MD. La lumière du soleil et l'incidence sur 10 ans de la maculopathie liée à l'âge - The Beaver Dam Eye Study. Arch Ophthalmol 2004122:750-757.

69. Delcourt C, Carriere I, Ponton-Sanchez A, Fourrey S, Lacroux A, Papoz L. Exposition à la lumière et risque de dégénérescence maculaire liée à l'âge : l'étude Pathologies Oculaires Liées à l'Age (POLA). Arch Ophthalmol 2001119 : 1463-1468.

70. Plus riche SP. Existe-t-il une stratégie de prévention et de traitement de la dégénérescence maculaire ? J Am Optom Assoc 199364:838-850.

71. Glazer-Hockstein C, Dunaief JL. Les verres bloquant la lumière bleue pourraient-ils réduire le risque de dégénérescence maculaire liée à l'âge ? Rétine 200626:1-4.

72. LaVail MM, Gorrin GM, Repaci MA, Thomas LA, Ginsberg HM. Régulation génétique des dommages causés par la lumière aux photorécepteurs. Invest Ophthalmol Vis Sci 198728:1043-1048.

73. Iseli HP, Wenzel A, Hafezi F, Reme CE, Grimm C. Susceptibilité aux dommages légers et RPE65 chez le rat. Exp Eye Res 200275:407-413.

74. Danciger M, Lyon J, Worrill D, Hoffman S, Lem J, Reme CE, Wenzel A, Grimm C. Nouveau QTL de lésions lumineuses rétiniennes chez la souris avec la variante sensible à la lumière RPE65 LEU. Génome des mammifères 200415 : 277-283.

75. Paskowitz DM, LaVail MM, Duncan JL. Dégénérescence rétinienne légère et héréditaire. Br J Ophthalmol 200690 : 1060-1066.

76. Danciger M, Ogando D, Yang HD, Matthes MT, Yu N, Ahern K, Yasumura D, Williams RW, LaVail MM. Modificateurs génétiques de la dégénérescence rétinienne chez la souris rd3. Investir Ophthalmol Vis Sci 200849:2863-2869.

77. Nir I, Liu C, Wen R. Le traitement par la lumière améliore la survie des photorécepteurs dans les rétines dystrophiques des rats du Collège royal des chirurgiens. Invest Ophthalmol Vis Sci 199940:2383-2390.

78. Organisciak DT, Li M, Darrow RM, Farber DB. Dommages aux cellules photoréceptrices par la lumière chez de jeunes rats du Royal College of Surgeons. Curr Eye Res 199919:188-196.

79. Chrysostomou V, Stone J, Stowe S, Barnett NL, Valter K. L'état des cônes dans la rétine du mutant Rhodopsin P23H-3 : Dommages et réparation régulés par la lumière en parallèle avec des tiges. Investir Ophthalmol Vis Sci 200849:1116-1125.

80. Tam BM, Moritz OL. L'élevage à l'obscurité sauve la dégénérescence rétinienne induite par la rhodopsine P23H dans un modèle transgénique de Xenopus laevis de rétinite pigmentaire : un mécanisme chromophore-dépendant caractérisé par la production de rhodopsine mutante N-terminale tronquée. J Neurosci 200727 : 9043-9053.

81. White DA, Hauswirth WW, Kaushal S, Lewin AS. Sensibilité accrue aux dommages induits par la lumière dans un modèle murin de maladie rétinienne autosomique dominante. Investir Ophthalmol Vis Sci 200748 : 1942-1951.

82. Cideciyan AV, Jacobson SG, Aleman TS, Gu D, Pearce-Kelling SE, Sumaroka A, Acland GM, Aguirre GD. Dynamique in vivo des lésions et réparations rétiniennes dans le modèle de chien mutant à la rhodopsine de la rétinite pigmentaire humaine. Proc Natl Acad Sci U S A 2005102:5233-5238.

83. Organisciak DT, Darrow RM, Barsalou L, Kutty RK, Wiggert B. Susceptibilité aux dommages causés par la lumière rétinienne chez les rats transgéniques avec des mutations de la rhodopsine. Investir Ophthalmol Vis Sci 200344:486-492.

84. Vaughan DK, Coulibaly SF, Darrow RM, Organisciak DT. Une étude morphométrique des dommages induits par la lumière dans des modèles de rats transgéniques de rétinite pigmentaire. Investir Ophthalmol Vis Sci 200344:848-855.

85. Wang M, Lam TT, Tso MO, Naash MI. L'expression d'un gène d'opsine mutant augmente la sensibilité de la rétine aux dommages causés par la lumière. Vis Neurosci 199714:55-62.

86. Naash ML, Peachey NS, Li ZY, Gryczan CC, Goto Y, Blanks J, Milam AH, Ripps H. Accélération induite par la lumière de la dégénérescence des photorécepteurs chez des souris transgéniques exprimant la rhodopsine mutante. Investir Ophthalmol Vis Sci 199637:775-782.

87. Cremers FP, Maugeri A, den Hollander AI, Hoyng CB. Les rôles croissants de ABCA4 et CRB1 dans la cécité héréditaire. Novartis a trouvé Symp 2004255:68-79 discussion 79-84, 177-178.

88. Berson EL. Privation de lumière pour rétininite pigmentaire précoce - Hypothèse. Arch Ophthalmol 197185:521-529.

89. Stone J, Maslim J, Valter-Kocsi K, Mervin K, Bowers F, Chu Y, Barnett N, Provis J, Lewis G, Fisher SK, Bisti S, Gargini C, Cervetto L, Merin S, Pe'er J Mécanismes de mort et de survie des photorécepteurs dans la rétine des mammifères. Prog Retin Eye Res 199918:689-735.

90. Heckenlively JR, Rodriguez JA, Daiger SP. Rétinite pigmentaire sectorielle autosomique dominante. Deux familles avec mutation transversion dans le codon 23 de la rhodopsine. Arch Ophthalmol 1991109:84-91.

91. Organisciak DT, Winkler BS. Lésions lumineuses rétiniennes : considérations pratiques et théoriques. Prog Retin Eye Res 199413:1-29.

92. Wenzel A, Grimm C, Samardzija M, Reme CE. Mécanismes moléculaires de l'apoptose des photorécepteurs induite par la lumière et de la neuroprotection pour la dégénérescence rétinienne. Prog Retin Eye Res 200524:275-306.

93. Marc RE, Jones BW, Watt CB, Vazquez-Chona F, Vaughan DK, Organisciak DT. Remodelage rétinien extrême déclenché par des dommages légers : implications pour la dégénérescence maculaire liée à l'âge. Mol Vis 200814:782-806.

94. Noell WK, Walker VS, Kang BS, Berman S. Dommages rétiniens par la lumière chez les rats. Investir Ophthalmol 19665:450-473.

95. Williams TP, Howell WL. Spectre d'action des dommages rétiniens causés par la lumière chez les rats albinos. Invest Ophthalmol Vis Sci 198324:285-287.

96. Harwerth RS, Sperling HG. Effets du rayonnement visible intense sur la sensibilité spectrale à seuil d'incrémentation de l'œil du singe rhésus. Vision Res 197515:1193-1204.

97. Sperling HG, Johnson C, Harwerth RS. Dommages photiques spectraux différentiels aux cônes de primates. Vision Rés 198020 : 1117-1125.

98. Ham WT, Mueller HA, Ruffolo JJ, Guerry D, Guerry RK. Spectre d'action pour les lésions rétiniennes du rayonnement ultraviolet proche chez le singe aphaque. Am J Ophthalmol 198293:299-306.

99. Gorgels TGMF, van Norren D. Les rayons ultraviolets et la lumière verte provoquent différents types de dommages dans la rétine du rat. Investir Ophthalmol Vis Sci 199536:851-863.

100. Bush EM, Gorgels TGMF, van Norren D.Séquence temporelle des modifications de la rétine du rat après exposition aux UV-A et à la lumière bleue. Vision Rés 199939:1233-1247.

101. Tso MO, Fine BS. Réparation et dégénérescence tardive de la fovéole de primate après lésion par laser argon. Invest Ophthalmol Vis Sci 197918:447-461.

102. Tso MO. Expériences sur les cellules visuelles par la nature et l'homme : à la recherche d'un traitement contre la dégénérescence des photorécepteurs. Conférence de Friedenwald. Investir Ophthalmol Vis Sci 198930 : 2430-2454.

103. Dorey CK, Delori FC, Akeo K. La croissance des cellules endothéliales et RPE cultivées est inhibée par la lumière bleue mais pas par la lumière verte ou rouge. Curr Eye Res 19909:549-559.

104. Pautler EL, Morita M, Beezley D. Dommages réversibles et irréversibles causés par la lumière bleue à l'épithélium pigmentaire isolé des mammifères. Prog Clin Biol Res 1989314:555-567.

105. Davies S, Elliott MH, étage E, Truscot TG, Zareba M, Sarna T, Shamsi FA, Boulton ME. Photocytotoxicité de la lipofuscine dans les cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes humaines. Free Radic Biol Med 200131:256-265.

106. Godley BF, Shamsi FA, Liang FQ, Jarrett SG, Davies S, Boulton M. La lumière bleue induit des dommages à l'ADN mitochondrial et la production de radicaux libres dans les cellules épithéliales. J Biol Chem 2005280:21061-21066.

107. Crockett RS, Lawwill T. Dépendance à l'oxygène des dommages causés par la lumière de 435 nm dans l'épithélium rétinien en culture. Curr Eye Res 19843:209-215.

108. DeLint PJ, VanNorren D, Toebosch AMW. Effet de la température corporelle sur le seuil des lésions lumineuses rétiniennes. Invest Ophthalmol Vis Sci 199233:2382-2387.

109. Ahmed J, Braun RD, Dunn R, Jr., Linsenmeier RA. Distribution de l'oxygène dans la rétine du macaque. Invest Ophthalmol Vis Sci 199334:516-521.

110. Linsenmeier RA. Effets de la lumière et de l'obscurité sur la distribution et la consommation d'oxygène dans la rétine du chat. J Gen Physiol 198688:521-542.

111. Boulton M, Rozanowska M, Rozanowski B. Photodommage rétinien. J Photochem Photobiol B-Biol 200164:144-161.

112. Pang JJ, Seko Y, Tokoro T. Processus des dommages induits par la lumière du pin aux cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes dépourvues de phagosomes. Jpn J Ophthalmol 199943:103-108.

113. Seko Y, Pang JJ, Tokoro T, Ichinose S, Mochizuki M. Apoptose induite par la lumière bleue dans des cellules d'épithélium pigmentaire rétinien cultivées de rat. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 2001239: 47-52.

114. Jung J, Kim YJ. Inactivation des enzymes du cycle de l'acide citrique à la suite d'une sensibilisation photodynamique par la membrane interne mitochondriale. Photochem Photobiol 199052:1011-1015.

115. Kim CS, Jung J. Les centres de soufre de fer en tant que sensibilisateurs endogènes à la lumière bleue dans les cellules - une étude avec une protéine de fer non hémique artificielle. Photochem Photobiol 199256:63-68.

116. Kim CS, Jung J. Inactivation de la chaîne respiratoire dans les mitochondries végétales par la lumière visible - la cible principale des chromophores photosensibilisants et endogènes. J Photochem Photobiol B-Biol 199529:135-139.

117. Rodieck RW. Les premiers pas pour voir. Sunderland, Massachusetts : Sinauer Associates, Inc. 1998.

118. Kuwabara T, Gorn RA. Dommages rétiniens par la lumière visible. Une étude au microscope électronique. Arch Ophthalmol 196879:69-78.

119. Gorn RA, Kuwabara T. Dommages rétiniens par la lumière visible. Une étude physiologique. Arch Ophthalmol 196777 :115-118.

120. Grimm C, Wenzel A, Hafezi F, Yu S, Redmond TM, Reme CE. La protection des souris déficientes en RPE65 identifie la rhodopsine comme un médiateur de la dégénérescence rétinienne induite par la lumière. Nature Genetics 200025:63-66.

121. Noell WK. Effets de l'éclairage environnemental et de la vitamine A alimentaire sur la vulnérabilité de la rétine aux dommages causés par la lumière. Photochem Photobiol 197929:717-723.

122. Organisciak DT, Noell WK. Le rapport phospholipide/opsine du segment externe du bâtonnet de rats maintenus dans l'obscurité ou à la lumière cyclique. Investir Ophthalmol Vis Sci 197716:188-190.

123. Noell WK, Albrecht R. Effets irréversibles sur la lumière visible sur la rétine: rôle de la vitamine A. Science 1971172:76-79.

124. Caruso RC, Zujewski J, Iwata F, Podgor MJ, Conley BA, Ayres LM, Kaiser-Kupfer MI. Effets du fenrétinide (4-HPR) sur l'adaptation à l'obscurité. Arch Ophthalmol 1998116 : 759-763.

125. Baglietto L, Torrisi R, Arena G, Tosetti F, Gonzaga AG, Pasquetti W, Robertson C, Decensi A. Effets oculaires du fenrétinide, un analogue de la vitamine A, dans un essai de chimioprévention du cancer de la vessie. Détection du cancer Précédent 200024 : 369-375.

126. Radu RA, Han Y, Bui TV, Nusinowitz S, Bok D, Lichter J, Widder K, Travis GH, Mata NL. Les réductions de la vitamine A sérique arrêtent l'accumulation de fluorophores rétiniens toxiques: une thérapie potentielle pour le traitement des maladies rétiniennes à base de lipofuscine. Investir Ophthalmol Vis Sci 200546:4393-4401.

127. Williams TP, Squitieri A, Henderson RP, Webbers JPP. Réciprocité entre l'intensité lumineuse et la concentration de rhodopsine à travers la rétine du rat. J Physiol 1999516:869-874.

128. Organisciak DT, Xie A, Wang HM, Jiang YL, Darrow RM, Donoso LA. Modifications adaptatives des niveaux de protéines de transduction des cellules visuelles : effet de la lumière. Exp Eye Res 199153:773-779.

129. Kaldi I, Martin RE, Huang H, Brush RS, Morrison KA, Anderson RE. L'élevage cyclique lumineux protège la rétine de souris albinos contre l'apoptose aiguë induite par la lumière. Mol Vis 20039:337-344.

130. Li F, Cao W, Anderson RE. Atténuation de la dégénérescence des photorécepteurs induite par la lumière constante par l'adaptation du rat albinos adulte à la lumière cyclique brillante. Investir Ophthalmol Vis Sci 200344:4968-4975.

131. Organisciak DT, Darrow RM, Barsalou L, Darrow RA, Kutty RK, Kutty G, Wiggert B. Histoire de la lumière et changements liés à l'âge dans les lésions lumineuses rétiniennes. Investir Ophthalmol Vis Sci 199839:1107-1116.

132. Li F, Cao W, Anderson RE. Protection des cellules photoréceptrices chez le rat adulte contre la dégénérescence induite par la lumière par adaptation à une lumière cyclique brillante. Exp Eye Res 200173:569-577.

133. Rozanowska M, Sarna T. Dommages induits par la lumière à la rétine: Rôle du chromophore à la rhodopsine revisité. Photochem Photobiol 200581 : 1305-1330.

134. Rozanowska M, Rozanowski B. Transduction visuelle et changements liés à l'âge dans la lipofuscine. Dans : Tombran-Tink J, Barnstable CJ (eds), Ophthalmology Research : The Visual Transduction Cascade. Totowa, New Jersey : The Humana Press Inc. 2008 : 405-446.

135. Wenzel A, Reme CE, Williams TP, Hafezi F, Grimm C. La variation RPE65 Leu450Met augmente la résistance rétinienne contre la dégénérescence induite par la lumière en ralentissant la régénération de la rhodopsine. J Neurosci 200121:53-58.

136. Bush RA, Malnoe A, Reme CE, Williams TP. Une carence alimentaire en acides gras N-3 altère la teneur et la fonction de la rhodopsine dans la rétine du rat. Investir Ophthalmol Vis Sci 199435:91-100.

137. Bush RA, Reme CE, Malnoe A. Légers dommages dans la rétine du rat - l'effet de la privation alimentaire en acides gras N-3 sur les altérations structurelles aiguës. Exp Eye Res 199153:741-752.

138. Redmond TM, Weber CH, Poliakov E, Yu S, Gentleman S. Effet de la variation Leu/Met au résidu 450 sur l'activité isomérase et l'expression protéique de RPE65 et sa modulation par variation au niveau d'autres résidus. Mol Vis 200713 : 1813-1821.

139. Nusinowitz S, Nguyen L, Radu R, Kashani Z, Farber D, Danciger M. Preuve électrorétinographique d'un gain de phototransduction altéré et d'un ralentissement de la récupération des photoblanchiments chez les souris albinos avec une variante MET450 dans RPE65. Exp Eye Res 200377 : 627-638.

140. Wenzel A, Grimm C, Samardzija M, Reme CE. Le modificateur génétique RPE65Leu(450) : effet sur la sensibilité aux dommages légers chez les souris déficientes en c-Fos. Investir Ophthalmol Vis Sci 200344:2798-2802.

141. Samardzija M, von Lintig J, Tanimoto N, Oberhauser V, Thiersch M, Reme CE, Seeliger M, Grimm C, Wenzel A. La mutation R91W dans Rpe65 conduit à une dystrophie rétinienne précoce plus douce en raison de la génération de faibles niveaux de 11-cis-rétinienne. Hum Mol Genet 200817:281-292.

142. Lorenz B, Poliakov E, Schambeck M, Friedburg C, Preising MN, Redmond TM. Un nouvel hypomorphe RPE65 élargit le phénotype clinique des mutations RPE65. Une étude fonctionnelle clinique et biochimique complète. Investir Ophthalmol Vis Sci 2008.

143. Thompson DA, Gyurus P, Fleischer LL, Bingham EL, McHenry CL, Apfelstedt-Sylla E, Zrenner E, Lorenz B, Richards JE, Jacobson SG, Sieving PA, Gal A. Génétique et phénotypes des mutations RPE65 dans la dégénérescence rétinienne héréditaire . Investissez Ophthalmol Vis Sci 200041:4293-4299.

144. den Hollander AI, Roepman R, Koenekoop RK, Cremers FPM. Amaurose congénitale de Leber : Gènes, protéines et mécanismes de la maladie. Prog Retin Eye Res 200827:391-419.

145. Saari JC, Nawrot M, Kennedy BN, Garwin GG, Hurley JB, Huang J, Possin DE, Crabb JW. L'altération du cycle visuel chez les souris knock-out pour la protéine de liaison au rétinaldéhyde cellulaire (CRALBP) entraîne un retard de l'adaptation à l'obscurité. Neuron 200129 : 739-748.

146. Bazan NG. Acides gras oméga-3, signalisation pro-inflammatoire et neuroprotection. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 200710:136-141.

147. Bazan NG. Les neurotrophines induisent une signalisation neuroprotectrice dans la cellule épithéliale pigmentaire rétinienne en activant la synthèse de la neuroprotectine D1 anti-inflammatoire et anti-apoptotique. Adv Exp Med Biol 2008613:39-44.

148. SanGiovanni JP, Chew EY. Le rôle des acides gras polyinsaturés à longue chaîne oméga-3 dans la santé et les maladies de la rétine. Prog Retin Eye Res 200524:87-138.

149. Ishizawa Y, Pidikiti R, Liebman PA, Eckenhoff RG. Récepteurs couplés aux protéines G comme cibles directes des anesthésiques inhalés. Mol Pharmacol 200261:945-952.

150. Grimm C, Wenzel A, Williams TP, Rol PO, Hafezi F, Reme CE. Dommages causés par la lumière bleue par la rhodopsine sur la rétine du rat : effet de la photo-inversion du blanchiment. Investissez Ophthalmol Vis Sci 200142 : 497-505.

151. Keller C, Grimm C, Wenzel A, Hafezi F, Reme CE. Effet protecteur de l'anesthésie à l'halothane sur les lésions lumineuses rétiniennes : inhibition de la régénération métabolique de la rhodopsine. Investissez Ophthalmol Vis Sci 200142:476-480.

152. Golczak M, Maeda A, Bereta G, Maeda T, Kiser PD, Hunzelmann S, von Lintig J, Blaner WS, Palczewski K. Base métabolique de l'inhibition du cycle visuel par les composés rétinoïdes et non rétinoïdes dans la rétine des vertébrés. J Biol Chem 2008283:9543-9554.

153. Maeda A, Maeda T, Golczak M, Imanishi Y, Leahy P, Kubota R, Palczewski K. Effets des inhibiteurs puissants du cycle des rétinoïdes sur la fonction visuelle et la protection des photorécepteurs contre les dommages causés par la lumière chez la souris. Mol Pharmacol 200670:1220-1229.

154. Maiti P, Kong J, Kim SR, Sparrow JR, Allikmets R, Rando RR. Les antagonistes RPE65 à petites molécules limitent le cycle visuel et empêchent la formation de lipofuscine. Biochimie 200645:852-860.

155. Golczak M, Imanishi Y, Kuksa V, Maeda T, Kubota R, Palczewski K. La lécithine : la rétinol acyltransférase est responsable de l'amidation de la rétinylamine, un puissant inhibiteur du cycle des rétinoïdes. J Biol Chem 2005280 : 42263-42273.

156. Golczak M, Kuksa V, Maeda T, Moise AR, Palczewski K. Les rétinoïdes chargés positivement sont des inhibiteurs puissants et sélectifs de l'isomérisation trans-cis dans le cycle (visuel) des rétinoïdes. Proc Natl Acad Sci U S A 2005102 : 8162-8167.

157. Fishkin N, Yefidoff R, Gollipalli DR, Rando RR. Sur le mécanisme d'isomérisation de tout-trans-esters de rétinol à 11-cis-rétinol dans les cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes : 11-fluoro-all-trans-rétinol comme substrat/inhibiteur dans le cycle visuel. Bioorg Med Chem 200513:5189-5194.

158. Gollapalli DR, Rando RR. La liaison spécifique de l'acide rétinoïque au RPE65 et les approches du traitement de la dégénérescence maculaire. Proc Natl Acad Sci U S A 2004101 : 10030-10035.

159. Gollapalli DR, Rando RR. Inactivation spécifique de l'activité isomérohydrolase par 11-cis-rétinoïdes. Biochim Biophys Acta 20031651:93-101.

160. Gamble MV, Mata NL, Tsin AT, Mertz JR, Blaner WS. Spécificités du substrat et 13-cis-inhibition de l'acide rétinoïque chez l'humain, la souris et le bovin cis-rétinol déshydrogénases. Biochim Biophys Acta 20001476:3-8.

161. Loi WC, Rando RR. La base moléculaire de l'acide rétinoïque induit la cécité nocturne. Biochem Biophys Res Commun 1989161:825-829.

162. Tamisage PA, Chaudhry P, Kondo M, Provenzano M, Wu D, Carlson TJ, Bush RA, Thompson DA. Inhibition du cycle visuel in vivo par le 13-ccis l'acide rétinoïque protège des dommages causés par la lumière et fournit un mécanisme pour la cécité nocturne dans le traitement à l'isotrétinoïne. Proc Natl Acad Sci U S A 200198 : 1835-1840.

163. Radu RA, Mata NL, Nusinowitz S, Liu XR, Sieving PA, Travis GH. Le traitement à l'isotrétinoïne inhibe l'accumulation de lipofuscine dans un modèle murin de dégénérescence maculaire de Stargardt récessive. Proc Natl Acad Sci U S A 2003100 : 4742-4747.

164. Maiti P, Kong J, Kim SR, Sparrow JR, Allikmets R, Rando RR. Erratum : Les petites molécules antagonistes du RPE65 limitent le cycle visuel et empêchent la formation de lipofuscine. Biochimie 200746:8700.

165. Schadel SA, Heck M, Maretzki D, Filipek S, Teller DC, Palczewski K, Hofmann KP. Canalisation des ligands au sein d'un récepteur couplé aux protéines G - L'entrée et la sortie des rétiniens dans l'opsine native. J Biol Chem 2003278 : 24896-24903.

166. Rozanowska M, Wessels J, Boulton M, Burke JM, Rodgers MAJ, Truscott TG, Sarna T. Génération d'oxygène singulet induite par la lumière bleue par la lipofuscine rétinienne dans des milieux non polaires. Free Radic Biol Med 199824:1107-1112.

167. Dillon J, Gaillard ER, Bilski P, Chignell CF, Reszka KJ. La photochimie des rétinoïdes telle qu'elle est étudiée par des méthodes en régime permanent et pulsé. Photochem Photobiol 199663:680-685.

168. Pawlak A, Wrona M, Rozanowska M, Zareba M, Lamb LE, Roberts J, Simon JD, Sarna T. Comparaison de la photoréactivité aérobie de l'A2E avec son précurseur rétinien. Photochem Photobiol 200377 : 253-258.

169. Foote CS. L'oxygène singulet. Dans : Pryor WA (ed), Radicaux libres en biologie. New York : Academic Press 1976.

170. Halliwell B, Gutteridge JMC. Les radicaux libres en biologie et en médecine. 3e éd. Oxford : Oxford University Press 2000.

171. Sun H, Nathans J. Études mécanistiques d'ABCR, le transporteur ABC dans les segments externes des photorécepteurs responsables de la maladie de Stargardt autosomique récessive. J Bioenerg Biomembre 200133:523-530.

172. Sun H, Nathans J. ABCR, le transporteur de cassettes de liaison à l'ATP responsable de la dystrophie maculaire de Stargardt, est une cible efficace de tous-trans-dommages photooxydatifs à médiation rétinienne in vitro - Implications pour la maladie rétinienne. J Biol Chem 2001276:11766-11774.

173. Molday RS, Beharry S, Ahn JH, Zhong M. Liaison de N-rétinylidène-Pe à ABCA4 et un modèle pour son transport à travers les membranes. Maladies dégénératives de la rétine. Berlin : Springer-Verlag Berlin 2006 : 465-470.

174. Beharry S, Zhong M, Molday RS. La N-rétinylidène-phosphatidyléthanolamine est le substrat rétinoïde préféré pour le transporteur ABC spécifique aux photorécepteurs ABCA4 (ABCR). J Biol Chem 2004279:53972-53979.

175. Weng J, Mata NL, Azarian SM, Tzekov RT, Birch DG, Travis GH. Aperçu de la fonction de la protéine Rim dans les photorécepteurs et de l'étiologie de la maladie de Stargardt à partir du phénotype chez les souris knock-out abcr. Cellule 199998:13-23.

176. Ahn J, Wong JT, Molday RS. L'effet de l'environnement lipidique et des rétinoïdes sur l'activité ATPase d'ABCR, le photorécepteur ABC transporteur responsable de la dystrophie maculaire de Stargardt. J Biol Chem 2000275:20399-20405.

177. Ponts CDB, Alvarez RA, Fong SL. Vitamine A dans les yeux humains - quantité, distribution et composition. Invest Ophthalmol Vis Sci 198222:706-714.

178. Strauss O. L'épithélium pigmentaire rétinien dans la fonction visuelle. Physiol Rev 200585 : 845-881.

179. Ng K-P, Gugiu B, Renganathan K, Davies MW, Gu X, Crabb JS, Kim SR, Rozanowska MB, Bonilha VL, Rayborn ME, Salomon RG, Sparrow JR, Boulton ME, Hollyfield JG, Crabb JW. Protéomique de la lipofuscine de l'épithélium pigmentaire rétinien. Mol Cell Proteomics 20087:1397-1405.

180. Maeda A, Maeda T, Golczak M, Palczewski K. Rétinopathie chez la souris induite par une clairance tout-trans-rétinienne perturbée. J Biol Chem 2008283:26684-26693.

181. Maeda A, Maeda T, Imanishi Y, Sun W, Jastrzebska B, Hatala DA, Winkens HJ, Hofmann KP, Janssen JJ, Baehr W, Driessen CA, Palczewski K. La rétinol déshydrogénase (RDH12) protège les photorécepteurs de la dégénérescence induite par la lumière Chez la souris. J Biol Chem 2006281 : 37697-37704.

182. Maeda A, Maeda T, Imanishi Y, Kuksa V, Alekseev A, Bronson JD, Zhang HB, Zhu L, Sun WY, Saperstein DA, Rieke F, Baehr W, Palczewski K. Rôle de la rétinol déshydrogénase spécifique aux photorécepteurs dans le cycle des rétinoïdes in vivo. J Biol Chem 2005280:18822-18832.

183. Weiter JJ, Delori FC, Wing GL, Fitch KA. Lipofuscine épithéliale pigmentaire rétinienne et mélanine et mélanine choroïdienne dans les yeux humains. Investir Ophthalmol Vis Sci 198627:145-152.

184. Fite KV, Bengston L, Donaghey B. Les dommages causés par la lumière expérimentale augmentent la lipofuscine dans l'épithélium pigmentaire rétinien de la caille japonaise (Coturnix coturnix Japonica). Exp Eye Res 199357:449-460.

185. Katz ML, Stone WL, Dratz EA. Accumulation de pigments fluorescents dans l'épithélium pigmentaire rétinien de rats déficients en antioxydants. Investir Ophthalmol Vis Sci 197817:1049-1058.

186. Feeney-Burns L, Berman ER, Rothman H. Lipofuscin de l'épithélium pigmentaire rétinien humain. Am J Ophthalmol 198090:783-791.

187. Katz ML, Christianson JS, Gao CL, Handelman GJ. Fluorescence induite par le fer dans la rétine : dépendance à la vitamine A. Invest Ophthalmol Vis Sci 199435:3613-3624.

188. Hahn P, Qian Y, Dentchev T, Chen L, Beard J, Harris ZL, Dunaief JL. La perturbation de la céruloplasmine et de l'héphaestine chez la souris provoque une surcharge rétinienne en fer et une dégénérescence rétinienne avec des caractéristiques de dégénérescence maculaire liée à l'âge. Proc Natl Acad Sci U S A 2004101 : 13850-13855.

189. Finnemann SC, Leung LW, Rodriguez-Boulan E. Le composant lipofuscine A2E inhibe sélectivement la dégradation phagolysosomale du phospholipide photorécepteur par l'épithélium pigmentaire rétinien. Proc Natl Acad Sci U S A 200299 : 3842-3847.

190. Sugano E, Tomita H, Ishiguro SI, Isago H, Tamai M. L'accumulation induite par l'oxyde nitrique de matériaux de type lipofuscine est causée par l'inhibition de la cathepsine S. Curr Eye Res 200631:607-616.

191. Sundelin SP, Nilsson SEG. La formation de lipofuscine dans les cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes est réduite par les antioxydants. Free Radic Biol Med 200131:217-225.

192. Hadziahmetovic M, Dentchev T, Song Y, Haddad N, He X, Hahn P, Pratico D, Wen R, Harris ZL, Lambris JD, Beard J, Dunaief JL. Les souris knock-out céruloplasmine/héphaestine modèlent les caractéristiques morphologiques et moléculaires de la DMLA. Investir Ophthalmol Vis Sci 200849:2728-2736.

193. Justilien V, Pang JJ, Renganathan K, Zhan X, Crabb JW, Kim SR, Sparrow JR, Hauswirth WW, Lewin AS. Modèle de souris knockdown SOD2 des premiers AMD. Investir Ophthalmol Vis Sci 200748:4407-4420.

194. Katz ML, Gao CL, Rice LM. Les variations à long terme de l'intensité lumineuse cyclique et de l'apport alimentaire en vitamine A modulent la teneur en lipofuscine de l'épithélium pigmentaire rétinien. J Neurosci Res 199957:106-116.

195. Katz ML, Eldred GE, Robison WG, Jr. Autofluorescence de la lipofuscine: preuves de l'implication de la vitamine A dans la rétine. Mech Aging Dev 198739:81-90.

196. Lorenz B, Wabbels B, Wegscheider E, Hamel CP, Drexler W, Preising MN. Absence d'autofluorescence du fond d'œil à 488 nanomètres depuis l'enfance chez les patients atteints de dystrophie rétinienne sévère à début précoce associée à des mutations de RPE65. Ophtalmologie 2004111 : 1585-1594.

197. Katz ML, Wendt KD, Sanders DN.La mutation du gène RPE65 empêche le développement de l'autofluorescence dans les phagosomes épithéliaux pigmentaires rétiniens. Mech Aging Dev 2005126: 513-521.

198. Katz ML, Redmond TM. Effet du knock-out de RPE65 sur l'accumulation de fluorophores de lipofuscine dans l'épithélium pigmentaire rétinien. Investir Ophthalmol Vis Sci 200142:3023-3030.

199. Kim SR, Fishkin N, Kong J, Nakanishi K, Allikmets R, Sparrow JR. La variante RPE65 Leu450Met est associée à des niveaux réduits de fluorophores A2E et iso-A2E de l'épithélium pigmentaire rétinien lipofuscine. Proc Natl Acad Sci U S A 2004101:11668-11672.

200. Feeney-Burns L, Hilderbrand ES, Eldridge S. Vieillissement RPE humain - analyse morphométrique des cellules maculaires, équatoriales et périphériques. Investissez Ophthalmol Vis Sci 198425:195-200.

201. Delori FC, Goger DG, Dorey CK. Accumulation liée à l'âge et distribution spatiale de la lipofuscine dans l'EPR de sujets normaux. Investir Ophthalmol Vis Sci 200142 : 1855-1866.

202. Mata NL, Weng J, Travis GH. Biosynthèse d'un fluorophore lipofuscine majeur chez la souris et l'homme avec dégénérescence rétinienne et maculaire médiée par ABCR. Proc Natl Acad Sci U S A 200097:7154-7159.

203. Mata NL, Tzekov RT, Liu XR, Weng J, Birch DG, Travis GH. Différé. adaptation à l'obscurité et accumulation de lipofuscine chez les souris abcr+/- : Implications pour l'implication de l'ABCR dans la dégénérescence maculaire liée à l'âge. Investissez Ophthalmol Vis Sci 200142 : 1685-1690.

204. Radu RA, Yuan Q, Hu J, Peng JH, Lloyd M, Nusinowitz S, Bok D, Travis GH. Accumulation accélérée de pigments de lipofuscine dans l'EPR d'un modèle murin de dystrophies rétiniennes médiées par ABCA4 après une supplémentation en vitamine A. Investir Ophthalmol Vis Sci 200849:3821-3829.

205. Allikmets R, Singh N, Sun H, Shroyer NE, Hutchinson A, Chidambaram A, Gerrard B, Baird L, Stauffer D, Peiffer A, Rattner A, Smallwood P, Li YX, Anderson KL, Lewis RA, Nathans J, Leppert M, Dean M, Lupski JR. Un gène de transporteur de liaison à l'ATP spécifique aux cellules photoréceptrices (ABCR) est muté dans la dystrophie maculaire de Stargardt récessive. Nature Genetics 199715:236-246.

206. Cremers FPM, van De Pol DJR, van Driel M, den Hollander AI, van Haren FJJ, Knoers N, Tijmes N, Bergen AAB, Rohrschneider K, Blankenagel A, Pinckers A, Deutman AF, Hoyng CB. Rétinite pigmentaire autosomique récessive et dystrophie cône-tige causées par des mutations du site d'épissage dans le gène ABCR de la maladie de Stargardt. Hum Mol Genet 19987:355-362.

207. Martinez-Mir A, Paloma E, Allikmets R, Ayuso C, del Rio T, Dean M, Vilageliu L, Gonzalez-Duarte R, Balcells S. Retinitis pigmentosa causée par une mutation homozygote du gène de la maladie de Stargardt ABCR. Nature Genetics 199818:11-12.

208. Delaey JJ, Verougstraete C. Hyperlipofuscinose et fibrose sous-rétinienne dans la maladie de Stargardts. Retin-J Retin Vitr Dis 199515:399-406.

209. Birnbach CD, Jarvelainen M, Possin DE, Milam AH. Histopathologie et immunocytochimie de la rétine neurosensorielle du fundus flavimaculatus. Ophtalmologie 1994101:1211-1219.

210. Kolb H, Gouras P. Observations au microscope électronique de la rétinite pigmentaire humaine, héréditaire dominante. Investir Ophthalmol 197413:487-498.

211. Katz ML, Drea CM, Eldred GE, Hess HH, Robison WG. Influence de la dégénérescence précoce des photorécepteurs sur la lipofuscine dans l'épithélium pigmentaire rétinien. Exp Eye Res 198643:561-573.

212. Katz ML, Eldred GE. Les dommages causés par la lumière rétinienne réduisent le dépôt de pigment autofluorescent dans l'épithélium pigmentaire rétinien. Investir Ophthalmol Vis Sci 198930:37-43.

213. Les photorécepteurs de Thanos S. Sick attirent les microglies activées de la couche de cellules ganglionnaires : un modèle pour étudier les cascades inflammatoires chez les rats atteints de dystrophie rétinienne héréditaire. Brain Res 1992588:21-28.

214. Nandrot EF, Kim Y, Brodie SE, Huang X, Sheppard D, Finnemann SC. Perte de la phagocytose rétinienne synchronisée et cécité liée à l'âge chez les souris dépourvues d'intégrine alphavbeta5. J Exp Med 2004200 : 1539-1545.

215. Rakoczy PE, Zhang D, Robertson T, Barnett NL, Papadimitriou J, gendarme IJ, Lai CM. Changements progressifs liés à l'âge similaires à la dégénérescence maculaire liée à l'âge dans un modèle de souris transgénique. Suis J Pathol 2002161 : 1515-1524.

216. Hoppe G, Marmorstein AD, Pennock EA, Hoff HF. Inhibition induite par les lipoprotéines de basse densité oxydées du traitement des segments externes des photorécepteurs par RPE. Investissez Ophthalmol Vis Sci 200142:2714-2720.

217. Okubo A, Sameshima M, Unoki K, Uehara F, Bird AC. Changements ultrastructuraux associés à l'accumulation de corps d'inclusion dans l'épithélium pigmentaire rétinien du rat. Investissez Ophthalmol Vis Sci 200041:4305-4312.

218. Hoppe G, O'Neil J, Hoff HF, Sears J. L'accumulation de complexes lipide-protéine oxydés modifie la maturation du phagosome dans l'épithélium pigmentaire rétinien. Cell Mol Life Sci 200461:1664-1674.

219. Crabb JW, O'Neil J, Miyagi M, West K, Hoff HF. L'hydroxynonénal inactive la cathepsine B en formant des adduits de Michael avec des résidus de site actif. Protéine Sci 200211:831-840.

220. Brunk UT, Wihlmark U, Wrigstad A, Roberg K, Nilsson SE. L'accumulation de lipofuscine dans les cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes entraîne une sensibilité accrue à la photooxydation. Gérontologie 199541 : 201-211.

221. Bergmann M, Schutt F, Holz FG, Kopitz J. L'inhibition de la pompe à protons commandée par l'ATP dans les lysosomes RPE par le principal fluorophore de la lipofuscine A2-E peut contribuer à la pathogenèse de la dégénérescence maculaire liée à l'âge. Faseb J 200418 : 562-564.

222. Bermann M, Schutt F, Holz FG, Kopitz J. L'A2E, un composant rétinoïde de la lipofuscine et inhibiteur des fonctions de dégradation lysosomale, affecte-t-il directement l'activité des hydrolases lysosomales ? Exp Eye Res 200172:191-195.

223. Holz FG, Schutt F, Kopitz J, Eldred GE, Kruse FE, Volcker HE, Cantz M. Inhibition des fonctions de dégradation lysosomale dans les cellules RPE par un composant rétinoïde de la lipofuscine. Investissez Ophthalmol Vis Sci 199940:737-743.

224. Katz ML. La lipofuscine est-elle éliminée des cellules ? Réponse. Investissez Ophthalmol Vis Sci 199940:2464-2464.

225. Katz ML, Rice LM, Gao CL. Accumulation réversible d'inclusions de type lipofuscine dans l'épithélium pigmentaire rétinien. Investir Ophthalmol Vis Sci 199940:175-181.

226. Katz ML, Shanker MJ. Développement d'une fluorescence de type lipofuscine dans l'épithélium pigmentaire rétinien en réponse à un traitement par inhibiteur de protéase. Dév vieillissement méca 198949:23-40.

227. Katz ML. Une protéolyse incomplète peut contribuer à l'accumulation de lipofuscine dans l'épithélium pigmentaire rétinien. Dans : Porta EA (ed), Lipofuscin and Ceroid Pigments. New York : Plenum Press 1990 : 109-118.

228. Ivy GO, Kanai S, Ohta M, Smith G, Sato Y, Kobayashi M, Kitani K. Les substances de type lipofuscine s'accumulent rapidement dans le cerveau, la rétine et les organes internes avec une inhibition de la protéase à cystéine. Dans : Porta EA (ed), Lipofuscin and Ceroid Pigments. New York : Plenum Press 1990 : 31-47.

229. Katz ML, Stientjes HJ, Gao CL, Norberg M. La lumière environnementale lumineuse accélère l'épuisement de la rhodopsine chez les rats privés de rétinoïdes. Investir Ophthalmol Vis Sci 199334:2000-2008.

230. Miceli MV, Newsome DA, Tate DJ, Sarphie TG. Modifications pathologiques de l'épithélium pigmentaire rétinien et de la membrane de Bruch de souris athérogènes nourries de graisse. Curr Eye Res 200020:8-16.

231. Lorenz B, Preising MN. La maladie de Best. Présentation de la pathologie et de ses causes. Ophtalmologue 2005102:111-115.

232. Wabbels B, Preising MN, Kretschmann U, Demmler A, Lorenz B. Corrélation génotype-phénotype et évolution longitudinale dans dix familles atteintes de la meilleure dystrophie maculaire vitelliforme. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 2006244:1453-1466.

233. Marmorstein AD, Stanton JB, Yocom J, Bakall B, Schiavone MT, Wadelius C, Marmorstein LY, Peachey NS. Un modèle de la meilleure dystrophie maculaire vitelliforme chez le rat. Investissez Ophthalmol Vis Sci 200445:3733-3739.

234. Bakall B, Radu RA, Stanton JB, Burke JM, McKay BS, Wadelius C, Mullins RF, Stone EM, Travis GH, Marmorstein AD. Accumulation accrue d'A2E chez les individus homozygotes ou hétérozygotes pour des mutations dans BEST1 (VMD2). Exp Eye Res 200785:34-43.

235. Karan G, Lillo C, Yang Z, Cameron DJ, Locke KG, Zhao Y, Thirumalaichary S, Li C, Birch DG, Vollmer-Snarr HR, Williams DS, Zhang K. Accumulation de lipofuscine, électrophysiologie anormale et dégénérescence des photorécepteurs dans souris transgéniques ELOVL4 mutantes : un modèle pour la dégénérescence maculaire. Proc Natl Acad Sci U S A 2005102:4164-4169.

236. Brill E, Malanson KM, Radu RA, Boukharov NV, Wang ZY, Chung HY, Lloyd MB, Bok D, Travis GH, Obin M, Lem J. Une nouvelle forme de dégénérescence rétinienne dépendante de la transducine : dégénérescence rétinienne accélérée dans le absence de transducine en bâtonnets. Investir Ophthalmol Vis Sci 200748:5445-5453.

237. Ambati J, Anand A, Fernandez S, Sakurai E, Lynn BC, Kuziel WA, Rollins BJ, Ambati BK. Un modèle animal de dégénérescence maculaire liée à l'âge chez des souris sénescentes déficientes en Ccl-2 ou Ccr-2. Nat Med 20039 : 1390-1397.

238. Chan CC, Ross RJ, Shen D, Ding X, Majumdar Z, Bojanowski CM, Zhou M, Salem N, Jr., Bonner R, Tuo J. Ccl2/Cx3cr1-deficient mouses: an animal model for age-related macular dégénérescence. Rés ophtalmique 200840:124-128.

239. Tuo J, Bojanowski CM, Zhou M, Shen D, Ross RJ, Rosenberg KI, Cameron DJ, Yin C, Kowalak JA, Zhuang Z, Zhang K, Chan CC. Le déficit murin en ccl2/cx3cr1 entraîne des lésions rétiniennes imitant la dégénérescence maculaire liée à l'âge chez l'homme. Investir Ophthalmol Vis Sci 200748:3827-3836.

240. Tanaka N, Ikawa M, Mata NL, Verma IM. Néovascularisation choroïdienne chez des souris transgéniques exprimant la prokinétine 1 : Un modèle animal de dégénérescence maculaire liée à l'âge. Mol Ther 200613 : 609-616.

241. Majji AB, Cao JT, Chang KY, Hayashi A, Aggarwal S, Grebe RR, de Juan E. Épithélium pigmentaire rétinien lié à l'âge et dégénérescence de la membrane de Bruch chez la souris à sénescence accélérée. Investissez Ophthalmol Vis Sci 200041:3936-3942.

242. Schmitz-Valckenberg S, Holz FG, Bird AC, Spaide RF. Imagerie d'autofluorescence du fond d'œil : bilan et perspectives. Rétine 200828 : 385-409.

243. Delori FC, Dorey CK, Staurenghi G, Arend O, Goger DG, Weiter JJ. La fluorescence in vivo du fond oculaire présente des caractéristiques de lipofuscine de l'épithélium pigmentaire rétinien. Investir Ophthalmol Vis Sci 199536:718-729.

244. Dorey CK, Wu G, Ebenstein D, Garsd A, Weiter JJ. Perte de cellules dans la rétine vieillissante - relation avec l'accumulation de lipofuscine et la dégénérescence maculaire. Investir Ophthalmol Vis Sci 198930:1691-1699.

245. Holz FG, Bindewald-Wittich A, Fleckenstein M, Dreyhaupt J, Scholl HPN, Schmitz-Valckenberg S. Progression de l'atrophie géographique et impact des modèles d'autofluorescence du fond dans la dégénérescence maculaire liée à l'âge. Am J Ophthalmol 2007143:463-472.

246. Weiter JJ, Delori F, Dorey CK. Epargne centrale dans la dégénérescence maculaire annulaire. Am J Ophthalmol 1988106:286-292.

247. Rozanowska M, Jarvis-Evans J, Korytowski W, Boulton ME, Burke JM, Sarna T. Réactivité induite par la lumière bleue du pigment de l'âge de la rétine - in vitro génération d'espèces réactives à l'oxygène. J Biol Chem 1995270:18825-18830.

248. Boulton M, Dontsov A, Jarvis-Evans J, Ostrovsky M, Svistunenko D. La lipofuscine est un générateur de radicaux libres photoinductible. J Photochem Photobiol B-Biol 199319 : 201-204.

249. Rozanowska M, Korytowski W, Rozanowski B, Skumatz C, Boulton ME, Burke JM, Sarna T. Photoréactivité des mélanosomes RPE humains âgés : une comparaison avec la lipofuscine. Investir Ophthalmol Vis Sci 200243:2088-2096.

250. Dontsov AE, Glickman RD, Ostrovsky MA. Les granules de pigment de l'épithélium pigmentaire rétinien stimulent la photo-oxydation des acides gras insaturés. Free Radic Biol Med 199926:1436-1446.

251. Rozanowska M, Pawlak A, Rozanowski B, Skumatz C, Zareba M, Boulton ME, Burke JM, Sarna T, Simon JD. Modifications liées à l'âge de la photoréactivité des granules de lipofuscine rétinienne : rôle des composants insolubles dans le chloroforme. Investir Ophthalmol Vis Sci 200445:1052-16060.

252. Gaillard ER, Atherton SJ, Eldred G, Dillon J. Études photophysiques sur la lipofuscine rétinienne humaine. Photochem Photobiol 199561:448-453.

253. Reszka K, Eldred GE, Wang RH, Chignell C, Dillon J. La photochimie de la lipofuscine rétinienne humaine étudiée par EPR. Photochem Photobiol 199562:1005-1008.

254. Pawlak A, Wrona M, Rozanowska M, Zareba M, Lamb LE, Roberts JE, Simon JD, Sarna T. Comparaison de la photoréactivité aérobie de l'A2E avec son précurseur rétinien. Photochem Photobiol 200377 : 253-258.

255. Sparrow JR, la lipofuscine Boulton M. RPE et son rôle dans la pathobiologie rétinienne. Exp Eye Res 200580:595-606.

256. Lamb LE, Simon JD. A2E : Un composant de la lipofuscine oculaire. Photochem Photobiol 200479:127-136.

257. Roberts JE, Kukielczak BM, Hu DN, Miller DS, Bilski P, Sik RH, Motten AG, Chignell CF. Le rôle de l'A2E dans la prévention ou l'amélioration des dommages causés par la lumière dans les cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes humaines. Photochem Photobiol 200275:184-190.

258. Kanofsky JR, Sima PD, Richter C. Génération d'oxygène singulet à partir d'A2E. Photochem Photobiol 200377:235-242.

259. Sparrow JR, Nakanishi K, Paroisse CA. Le fluorophore A2E de lipofuscine médie les dommages induits par la lumière bleue aux cellules épithéliales pigmentées de la rétine. Invest Ophthalmol Vis Sci 200041:1981-1989.

260. Shamsi FA, Boulton M. Inhibition de l'activité lysosomale et antioxydante du RPE par le pigment d'âge lipofuscine. Investir Ophthalmol Vis Sci 200142 : 3041-3046.

261. Wassell J, Davies S, Bardsley W, Boulton M. La photoréactivité du pigment lipofuscine de l'âge de la rétine. J Biol Chem 1999274:23828-23832.

262. Zhou JL, Jang YP, Kim SR, Sparrow JR. Activation du complément par les produits de photooxydation de l'A2E, un constituant lipofuscine de l'épithélium pigmentaire rétinien. Proc Natl Acad Sci U S A 2006103 : 16182-16187.

263. Jang YP, Matsuda H, Itagaki Y, Nakanishi K, Sparrow JR. Caractérisation des produits de photooxydation peroxy-A2E et furane-A2E et détection dans la lipofuscine des cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes humaines et murines. J Biol Chem 2005280 : 39732-39739.

264. Sparrow JR, Vollmer-Snarr HR, Zhou JL, Jang YP, Jockusch S, Itagaki Y, Nakanishi K. Les époxydes A2E endommagent l'ADN dans les cellules épithéliales pigmentaires de la rétine - La vitamine E et d'autres antioxydants inhibent la formation d'époxydes A2E. J Biol Chem 2003278:18207-18213.

265. Ben-Shabat S, Itagaki Y, Jockusch S, Sparrow JR, Turro NJ, Nakanishi K. Formation d'un nonaoxirane à partir d'A2E, un fluorophore lipofuscine lié à la dégénérescence maculaire, et preuve de l'implication de l'oxygène singulet. Angew Chem-Int Edit 200241:814-817.

266. Radu RA, Mata NL, Bagla A, Travis GH. L'exposition à la lumière stimule la formation d'oxiranes A2E dans un modèle murin de dégénérescence maculaire de Stargardt. Proc Natl Acad Sci U S A 2004101:5928-5933.

267. Wang Z, Keller LMM, Dillon J, Gaillard ER. L'oxydation de l'A2E entraîne la formation d'aldéhydes et de cétones hautement réactifs. Photochem Photobiol 200682 : 1251-1257.

268. Gaillard ER, Avalle LB, Keller LMM, Wang Z, Reszka KJ, Dillon JP. Une étude mécanistique de la photooxydation de l'A2E, un composant de la lipofuscine rétinienne humaine. Exp Eye Res 200479:313-319.

269. Dillon J, Wang Z, Avalle LB, Gaillard ER. L'oxydation photochimique de l'A2E conduit à la formation d'un oxyde 5,8,5',8'-bis-furanoïde. Exp Eye Res 200479 : 537-542.

270. Avalle LB, Wang Z, Dillon JP, Gaillard ER. Observation des produits d'oxydation de l'A2E dans la lipofuscine rétinienne humaine. Exp Eye Res 200478:895-898.

271. Kim SR, Jang YP, Jockusch S, Fishkin NE, Turro NJ, Sparrow JR. Le tout-trans-série de dimères rétiniens de pigments lipofuscine dans les cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes dans un modèle récessif de la maladie de Stargardt. Proc Natl Acad Sci U S A 2007104 : 19273-19278.

272. Rozanowska M, Bakker L, Boulton ME, Pawlak A, Rozanowski B. Effets protecteurs de la phosphatidyléthanolamine (PE) contre la (photo)toxicité pour l'épithélium pigmentaire rétinien (RPE) du docosahexaénoate peroxydé (DHE). 2e réunion de l'International Society for Ocular Cell Biology (ISOCB) du 2 au 5 septembre 2008, San Diego, CA, USA 2008.

273. Sliney DH. La géométrie de l'exposition et l'environnement spectral déterminent les effets photobiologiques sur l'œil humain. Photochem Photobiol 200581:483-489.

274. Penn JS, Williams TP. Photostase : régulation de la capture quotidienne de photons par la rétine de rat en réponse à divers éclairements cycliques. Exp Eye Res 198643:915-928.

275. Schremser JL, Williams TP. Renouvellement du segment externe de la tige (ROS) comme mécanisme d'adaptation à un nouvel environnement d'intensité. 1. Niveaux de rhodopsine et longueur de ROS. Exp Eye Res 199561:17-23.

276. Reme CE, Wolfrum U, Imsand C, Hafezi F, Williams TP. Autophagie des photorécepteurs : effets de l'histoire de la lumière sur le nombre et la teneur en opsine des vacuoles de dégradation. Investir Ophthalmol Vis Sci 199940:2398-2404.

277. Wiegand RD, Joel CD, Rapp LM, Nielsen JC, Maude MB, Anderson RE. Acides gras polyinsaturés et vitamine E dans les segments externes des bâtonnets de rat lors de dommages légers. Investir Ophthalmol Vis Sci 198627:727-733.

278. Penn JS, Anderson RE. Effet de l'histoire de la lumière sur la composition de la membrane du segment externe du bâtonnet chez le rat. Exp Eye Res 198744:767-778.

279. Penn JS, Naash MI, Anderson RE. Effet de l'histoire de la lumière sur les antioxydants rétiniens et la sensibilité aux dommages légers chez le rat. Exp Eye Res 198744:779-788.

280. Penn JS, Anderson RE. Effets de l'histoire de la lumière sur la rétine du rat. Progr Retinal Res 199111:75-98.

281. Haendelman GJ, Dratz EA. Le rôle des antioxydants dans la rétine et l'épithélium pigmentaire rétinien et la nature des dommages induits par les prooxydants. Adv Radical Biol Med 19862:1-89.

282. Beatty S, Koh HH, Henson D, Boulton M. Le rôle du stress oxydatif dans la pathogenèse de la dégénérescence maculaire liée à l'âge. Surv Ophtalmol 200045:115-134.

283. Wrona M, Rozanowska M, Sarna T. La zéaxanthine en combinaison avec l'acide ascorbique ou l'alpha-tocophérol protège les cellules ARPE-19 contre la peroxydation photosensibilisée des lipides. Free Radic Biol Med 200436 : 1094-1101.

284. Wrona M, Korytowski W, Rozanowska M, Sarna T, Truscott TG. Coopération d'antioxydants dans la protection contre l'oxydation photosensibilisée. Free Radic Biol Med 200335 : 1319-1329.

285. Ellis EM. Carbonyles réactifs et stress oxydatif : potentiel d'intervention thérapeutique. Pharmacol Ther 2007115:13-24.

286. Maeda A, Crabb JW, Palczewski K. Microsomal glutathion S-transférase 1 dans l'épithélium pigmentaire rétinien: protection contre le stress oxydatif et rôle potentiel dans le vieillissement. Biochimie 200544 : 480-489.

287. Hayes JD, Flanagan JU, Jowsey IR. Glutathion transférases. Annu Rev Pharmacol Toxicol 200545:51-88.

288. Naash MI, Nielsen JC, Anderson RE. Distribution régionale de la glutathion peroxydase et de la glutathion-S-transférase dans les rétines humaines adultes et prématurées. Investir Ophthalmol Vis Sci 198829:149-152.

289. Sarna T, Rozanowska M. Phototoxicité oculaire. Dans : Jori G, Pottier RH, Rodgers MAJ, Truscott TG (eds), Photobiology in Medicine. New York : Plenum Press 1994 : 125-142.

290. van Norren D, Schellekens P. Risque de lumière bleue chez le rat. Vision Rés 199030 : 1517-1520.

291. Heck M, Schadel SA, Maretzki D, Bartl FJ, Ritter E, Palczewski K, Hofmann KP. États de signalisation de la rhodopsine - Formation de la forme de stockage, la métarhodopsine III, à partir de la métarhodopsine II active. J Biol Chem 2003278 : 3162-3169.


Dommages à l'ADN associés aux rayonnements ionisants, radiothérapie et mécanismes de réparation de l'ADN

Effets des rayonnements ionisants dans la cellule

Le rayonnement ionisant est un type de rayonnement à haute énergie qui est capable de libérer des électrons d'atomes et de molécules générant des ions qui peuvent rompre les liaisons covalentes. Les rayonnements ionisants affectent directement la structure de l'ADN en induisant des cassures de l'ADN, en particulier les DSB. Les effets secondaires sont la génération d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) qui oxydent les protéines et les lipides, et induisent également plusieurs dommages à l'ADN, comme la génération de sites abasiques et les cassures simple brin (SSB). Collectivement, tous ces changements induisent la mort cellulaire et l'échec mitotique.

Les rayonnements ionisants peuvent être divisés en rayons X, rayons gamma, particules alpha et bêta et neutrons. Les cellules quiescentes et à division lente sont moins radiosensibles, comme celles qui constituent le système nerveux, tandis que les cellules à taux de prolifération élevés sont plus radiosensibles, comme la moelle osseuse, la peau et les cellules épithéliales du tractus gastro-intestinal, entre autres. La dose de rayonnement est mesurée en unités gray (Gy), une mesure de la quantité de rayonnement absorbée par 1 kg de tissu (Dunne-Daly, 1999).

Radiothérapie

La radiothérapie est un traitement visant à réduire la masse tumorale ou à éliminer les cellules tumorales résiduelles en exposant la tumeur à des rayonnements ionisants. Les régimes de radiothérapie utilisent principalement des rayonnements X et gamma (Masuda et Kamiya, 2012). Le rayonnement affecte indistinctement les cellules tumorales et saines irradiées. La radiothérapie est utilisée comme traitement standard du cancer du sein après mastectomie, mais cette thérapie peut également être utilisée à titre prophylactique ou palliatif pour réduire le risque de récidive tumorale ou pour soulager les symptômes causés par la croissance tumorale et les métastases associées, respectivement (Delaney et al., 2005). La radiothérapie peut être délivrée par rayonnement externe ou interne. La radiothérapie par faisceau externe est créée électroniquement par un accélérateur linéaire qui produit des faisceaux de photons appelés rayons X, avec des potentiels électriques compris entre 4 et 20 mégavolts. Les patients reçoivent des doses de rayonnement en séances quotidiennes pendant plusieurs semaines, et la dose de rayonnement peut être administrée selon trois schémas différents : fractionnement accéléré, hyperfractionnement et hypofractionnement. Le fractionnement accéléré désigne un schéma de rayonnement dans lequel la dose totale de rayonnement est divisée en petites doses et les traitements sont administrés plus d'une fois par jour. La dose totale de rayonnement est administrée sur une période de temps plus courte (moins de jours) par rapport à la radiothérapie standard (semaines). Une réduction du temps de traitement peut réduire le repeuplement des cellules tumorales, entraînant un meilleur contrôle locorégional. Dans le traitement hyperfractionné, la dose totale de rayonnement est divisée en doses plus faibles, et elle est administrée plus d'une fois par jour mais dans la même période que la radiothérapie standard (jours ou semaines). La réduction de la dose peut réduire le risque de toxicité, bien que la dose totale soit augmentée. La radiothérapie hypofractionnée est administrée une fois par jour ou moins souvent. La dose totale est divisée en doses plus importantes et est administrée sur une période plus courte que la radiothérapie standard. Ce schéma réduit les visites aux patients et les coûts, et moins d'effets secondaires sont remarqués par rapport à la radiothérapie conventionnelle.

La radiothérapie interne, également appelée curiethérapie, est libérée à partir de sources de rayonnement gamma telles que les isotopes radioactifs comme le 60 Co et le 137 Cs, qui sont placés dans le corps du patient. Ce type de rayonnement peut délivrer de fortes doses de rayonnement focalisé avec un potentiel électrique compris entre 0,6 et 1 mégavolt et endommage moins les tissus normaux (Patel et Arthur, 2006).

Réparation de l'ADN après rayonnement ionisant

Les rayonnements ionisants provoquent directement des DSB, mais en plus des dommages de base dus à des effets indirects sont également induits. Ce rayonnement provoque la formation de ROS (espèces réactives de l'oxygène) qui sont indirectement impliquées dans les dommages à l'ADN. Ces ROS génèrent des sites apuriniques / apyrimidiniques (basiques) dans l'ADN, des SSB, des modifications de la fraction sucre et des bases d'addition désaminées (Redon et al., 2010 Aparicio et al., 2014). Lorsque l'ADN est endommagé, la machinerie de réparation de la cellule est activée et arrête le cycle cellulaire à des points de contrôle spécifiques pour réparer les dommages à l'ADN et empêcher la poursuite du cycle. Il est connu que la radiosensibilité intrinsèque des cellules tumorales est fortement influencée par la capacité de réparation des cellules DSB (Mladenov et al., 2013). Si les cellules tumorales sont capables de réparer efficacement les dommages causés par les radiations, une résistance aux radiations se développe, permettant aux cellules de survivre et de se répliquer. Si les dommages ne sont pas réparés, ces mécanismes induisent la mort cellulaire programmée ou l'apoptose pour empêcher l'accumulation de mutations dans les cellules filles (Deckbar et al., 2011 Guo et al., 2011).

Comme mentionné, les rayonnements ionisants atteignent inévitablement les tissus normaux, induisant des effets indirects dans les cellules normales adjacentes à la tumeur qui peuvent contribuer aux aberrations chromosomiques et augmenter le risque de nouvelles tumeurs malignes. Des doses élevées de rayonnement peuvent produire une toxicité et réduire le pronostic du patient (Brown et al., 2015). La radiothérapie individuelle basée sur la capacité de réparation du DSB pourrait prédire la toxicité pour les tissus environnants, améliorant ainsi la sécurité du traitement. La capacité de réparation des DSB dépend non seulement de l'intégrité des gènes, mais aussi de l'expression des gènes. En plus des mutations germinales affectant des gènes comme BRCA 1 et 2 ou d'autres gènes apparentés, des mécanismes génétiques et épigénétiques peuvent réduire ou abroger l'expression de gènes impliqués dans la réparation des DSB (Bosviel, et al., 2012). La capacité de réparation de l'ADN pourrait être pertinente pour décider du traitement approprié pour les patients atteints de cancer, et les tests fonctionnels peuvent fournir des informations précieuses pour ces décisions cliniques.

Voies de réparation DSB

La réparation DSB est réalisée de trois manières : la jonction d'extrémités non homologues (NHEJ), la recombinaison homologue conservatrice (HR) et l'alignement simple brin, également appelé recombinaison homologue non conservatrice (SSA) (Langerak et Russell, 2011). La RH est considérée comme un mécanisme sans erreur car elle utilise un brin guide d'ADN non endommagé pour réparer le DSB, et l'ADN d'origine est reconstitué sans perte d'information génétique, mais ce mécanisme se déroule lentement et ne s'exerce qu'aux phases S/G2 de la cycle cellulaire. NHEJ et SSA sont considérés comme des mécanismes mutagènes et sujets aux erreurs, car le traitement des extrémités de l'ADN peut entraîner une perte ou une modification de l'information génétique aux extrémités DSB réparées. Le NHEJ est le mécanisme le plus courant de réparation des DSB dans les cellules eucaryotes. Dans ce mécanisme, les brins d'ADN au niveau du DSB sont coupés ou modifiés, et les extrémités sont ligaturées ensemble indépendamment de l'homologie, générant des délétions ou des insertions. Bien que ce processus soit sujet aux erreurs, ce mécanisme peut réparer rapidement les dommages à l'ADN, car il n'est pas limité à une seule phase du cycle cellulaire, empêchant ainsi une instabilité génétique accrue (Do et al., 2014). Ces mécanismes sont détaillés ci - dessous et dans la figure 1 . Les principales protéines impliquées dans les premières étapes de la détection des DSB, du remodelage de la chromatine et de la réparation de l'ADN sont répertoriées dans le tableau 1 .

Tableau 1

GèneNomFonctionEmplacement du cromosome
AKT1homologue d'oncogène viral de thymome murin v-akt 1Sérine/thréonine kinase. Régule les composants de la machinerie apoptotique.14q32.32
AU MAtaxie télangiectasie mutéeSérine thréonine protéine kinase. Active les points de contrôle du cycle cellulaire lors de l'induction du DSB agissant comme un capteur de dommages à l'ADN.11q22-q23
BAP1Protéine 1 associée à BRCA1 (ubiquitine carboxy-terminal hydrolase)Se lie à BRCA1. Impliqué dans le cycle cellulaire, la réponse aux dommages de l'ADN et la dynamique de la chromatine.3p21.1
BIRP1Interaction de la protéine BRCA1 avec l'hélicase c-terminaleProtéine interagissant avec les récepteurs formant un complexe avec BRCA1. Actif pendant la réparation DSB.17q22.2
BRCA1Cancer du sein 1Réparation de l'ADN, ubiquitination et régulation transcriptionnelle pour maintenir la stabilité génomique. Induit des arrêts du cycle cellulaire après irradiation ionisante.17q21
BRCA2Cancer du sein 2Impliqué dans la réparation DSB et/ou la recombinaison homologue dans la méiose.13q12
CDKProtéine Kinase de Division CellulaireKinases du cycle cellulaire.10q21.2
CDKN1BInhibiteur de kinase cycline-dépendante 1BProgression du cycle cellulaire à G1.12p13.1-p12
CCND1Cycline D1Régule le cycle cellulaire pendant G1/S, interagit également avec un réseau de protéines de réparation dont RAD51 pour réguler les RH11q13
CCND3Cycline D3Régule la transition G1/S dans le cycle cellulaire6p21.1
RBBP8Protéine de liaison du rétinoblastomeEndonucléase qui fonctionne avec le complexe MRX dans la première étape de la réparation DSB.18q11.2
EP300Gène de protéine de liaison E1A de 3 00 kDaRègle la transcription passant par remodelage de la chromatine. Régulé par l'acétylation dans la réponse aux dommages de l'ADN.22q13.2
EXO1Exonucléase 15’-3’ Exonucléase1q43
FGFR2Récepteur 2 du facteur de croissance des fibroblastesRécepteur tyrosine kinase de surface cellulaire régulant la prolifération, la migration et l'apoptose cellulaires.10q25.3-q26
HIST1H2BCAmas d'histones 1, H2BCHistone centrale jouant un rôle dans la réparation, la réplication et la stabilité chromosomique de l'ADN.6p22.1
H2AXFamille H2A Histone, membre XRequis pour l'arrêt médié par les points de contrôle de la progression du cycle cellulaire en réponse à de faibles doses de rayonnement ionisant et pour une réparation efficace des DSB lorsqu'ils sont modifiés par la phosphorylation C-terminale.11q23.3
KU70Autoantigène thyroïdien 70 kDaLiaison aux extrémités DSB et inhibition de l'activité exonucléase à ces extrémités.22q13.2
LIG4ligase IVL'ADN ligase impliquée dans la jonction des extrémités non homologues de l'ADN (NHEJ) requise pour la réparation de la DSB.13q33.3
LSP1Protéine spécifique des lymphocytes 1La protéine de liaison à l'actine F.11p15.5
MDC1Médiateur du point de contrôle des dommages à l'ADN 1Protéine médiateur-adaptateur en réponse aux dommages de l'ADN, active pendant les phases S et G2/M du cycle cellulaire.6p21.3
MLL3Leucémie myéloïde/lymphoïde ou à lignée mixte 3Une partie du complexe ASCOM régulé par acétylation pour induire l'expression de cibles p53 telles que p21 dans la réponse aux dommages à l'ADN.7q36.1
MRE11Recombinaison méiotique 11Endonucléase, exonucléase, complexe MRN/X-5.11q21
NBN1NibrineComposant du complexe MRN/X. Joue un rôle essentiel dans la réponse cellulaire aux dommages de l'ADN et dans le maintien de l'intégrité des chromosomes. Régulateur des points de contrôle du cycle cellulaire dans la méiose.8q21.3
PALB2Partenaire et localisateur de BRCARôle critique dans la réparation des RH en recrutant BRCA2 et RAD51.16p12.1
PTENHomologue de la phosphatase et de la tensineProtéine suppresseur de tumeur. Actif dans la réparation de l'ADN par des interactions avec les voies Chk1 et P53. Régulateur de l'activité RAD51.10q23.3
RAD50Homologue RAD50 Sacharomyces cerevisiaeProtéine impliquée dans la réparation DSB, requise pour NHEJ et HR.5q23-q31
RAP80Motif d'interaction d'ubiquitine contenant 1Reconnaître les histones H2A et H2AX ubiquitinées et recruter l'hétérodimère BRCA1/BARD1 au DSB.5q35.2
RB1RétinoblastomeProtéine suppresseur de tumeur, médiateur de l'arrêt du cycle cellulaire.17q22.2
Rif1Homologue du facteur d'interaction RAP1 (levure)Requis pour l'arrêt du cycle cellulaire en phase S en réponse à des dommages à l'ADN.2q23.3
RNF168RING Finger ProtéineE3 ubiquitine-protéine ligase requise pour recruter des protéines de réparation sur les sites de dommages à l'ADN.3q29
TGFβ1Facteur de croissance transformant 㬡Peptides multifonctionnels qui régulent la prolifération, la migration, l'adhésion, la différenciation et d'autres fonctions cellulaires.19q13.1
HautBP1Protéine de liaison à la topoisomérase (ADN) IIRégulateur de point de contrôle en phase S.3q22.1
TOX3Tox boîte groupe haute mobilité membre de la famille 3Impliqué dans l'altération de la structure de la chromatine.16q12.1
TP53Protéine tumorale p53Protéine suppresseur de tumeur, arrêt du cycle cellulaire, apoptose, sénescence et réparation de l'ADN.17p13
XLF/CernunnosFacteur de jonction d'extrémité non homologueProtéine d'échafaudage. Servir de pont entre XRCC4 et les autres facteurs NHEJ.2q35
XRCC4X-Ray Repair Complémentaire DéfectueuxProtéine d'échafaudage impliquée dans NHEJ.5q14.2
53BP1Protéine de liaison à la protéine tumorale P53Protéine adaptatrice, lecteur de chromatine. Favorise le NHEJ.15q15.3

Jonction d'extrémités non homologues (NHEJ)

NHEJ canonique (C-NHEJ) est un processus de jonction terminal conservateur, et cette voie est également essentielle pour la recombinaison V(D)J pendant le développement des lymphocytes T et B. NHEJ n'est pas limité à une phase particulière du cycle cellulaire, mais se produit préférentiellement au cours de la G0, G1 et les premières phases S (Chistiakov et al., 2008 Barre de pont et al., 2011 Malou et al., 2012a,b). NHEJ implique la ligature des extrémités d'ADN de rupture et ne nécessite pas d'homologie de séquence. La première étape du processus est la reconnaissance des extrémités de l'ADN par l'hétérodimère KU composé des protéines KU70 et KU80. L'hétérodimère se lie aux extrémités de l'ADN et les protège d'une dégradation supplémentaire (Williams et al., 2014). Des études cristallographiques de l'hétérodimère KU70/80 ont montré qu'il adopte une structure en forme d'anneau encerclant l'hélice d'ADN duplex qui atteint les extrémités de l'ADN (Walker et al., 2001). Les sous-unités KU sont similaires dans l'organisation du domaine, elles ont un domaine von Willebrand amino-terminal participant à l'hétérodimérisation KU (Fell et Schild-Poulter, 2012). L'hétérodimère KU70/80 forme un échafaudage aux extrémités de l'ADN et recrute et active la sous-unité catalytique de la protéine kinase dépendante de l'ADN (ADN-PKcs). Les DNA-PKcs forment une structure en forme de pince qui crée un canal central qui médie la capacité des DNA-PKcs à se lier à l'ADN double brin (Sibanda et al., 2010 Davis et al., 2014). Par la suite, la réparation par rayons X complétant la protéine de réparation défectueuse dans les cellules de hamster chinois 4 (XRCC4) interagit avec la sous-unité KU70 et une autre protéine d'échafaudage NHEJ critique, permettant aux enzymes d'interagir avec la région DSB. L'ADN ligase IV interagit directement avec l'hétérodimère KU, une interaction médiée par les domaines C-terminaux BRCA1 en tandem (BRCT) trouvés dans l'extrémité C-terminale de l'ADN ligase IV (Ochi et al., 2014). Ensuite, le PNKP (polynucléotide kinase-phosphatase) interagit avec le XRCC4 phosphorylé. L'analyse structurale a montré que cet échafaudage forme des filaments interagissant avec les extrémités de l'ADN et forme un pont qui stabilise les extrémités du DSB (Hammel et al., 2010 Ochi et al., 2014). Il a également été montré que XRCC4 se joint à PNKP non phosphorylé, mais avec moins d'affinité. D'autres protéines, telles que l'aprataxine, l'aprataxine et le facteur de type PNKP (APLF) et le facteur de type XRCC4 (XLF) se lient également au XRCC4.

Habituellement, les extrémités DSB sont irrégulières et présentent d'autres défauts, comme des segments de brin abasiques qui doivent être résolus avant que NHEJ ne se produise. Si des groupes phosphate ou adénylate sont présents aux extrémités DSB, un traitement des extrémités de l'ADN peut être nécessaire pour la ligature ultérieure. PNKP est une kinase/phosphatase responsable de l'ajout de phosphate à l'extrémité 5 &# x02018OH et de l'élimination des groupes phosphate à l'extrémité 3&# x02032 (Bernstein et al., 2005). L'aprataxine est une hydrolase et une transférase nucléotidiques qui catalyse l'élimination des groupes adénylate liés de manière covalente à 5&# x02032 terminaux phosphate (Grundy et al., 2013). Lorsque les asymétries DSB doivent être corrigées, l'exonucléase Artemis est phosphorylée et se lie à l'ADN-PKcs pour couper les extrémités redondantes. KU a une activité 5�oxyribose-5-phosphate (5′-dRP)/AP lyase impliquée dans le clivage des simples brins abasiques redondants présents aux extrémités DSB (Roberts et al., 2010). Le syndrome de Werner Rec Q helicase like protein (WRN) rejoint l'hétérodimère KU et XRCC4 et stimule une activité exonucléase 3&# x02032 à 5&# x02032 (Gu et al., 2010 Malou et al., 2012). Parfois, il est nécessaire de combler les lacunes dans les brins du site DSB, et cette fonction peut être accomplie par les polymérases de la famille X (polymérases μ et λ) (Capp et al., 2006, 2007).

Lorsque les extrémités DSB de deux segments d'ADN sont propres et compatibles, elles sont ligaturées par l'ADN ligase IV (Jahan et al., 2014). L'activité de la ligase IV est stimulée par XRCC4 (Gu et al., 2007). Des extrémités incompatibles peuvent être jointes par une interaction entre la ligase IV et XLF.

Il existe également une voie alternative NHEJ (A-NHEJ) qui est indépendante de l'activité de l'hétérodimère KU70/KU80. Dans ce mécanisme, les extrémités de l'ADN sont excisées par la protéine de recombinaison méiotique 11 (MRE11) et la protéine de liaison du rétinoblastome 8 (RBBP8, synonyme de CtIP) exonucléases (Gu et al., 2010, Hammel et al., 2010), exposant des régions de microhomologie qui peuvent être alignées, permettant le remplissage des segments vides par les polymérases de la famille X. Par la suite, XRCC1 et la ligase III peuvent compléter le processus de jonction finale (Frit et al., 2014). C-NHEJ est un processus d'assemblage final plus conservateur, mais son efficacité peut être affectée par l'activité très sujette aux erreurs de la voie A-NHEJ, l'adaptabilité du C-NHEJ pour réparer les extrémités irrégulières et l'incompatibilité de certains ADN se termine (Bétermier et al., 2014).

Recombinaison homologue (HR)

HR pour la réparation DSB nécessite une séquence d'ADN homologue fournie par la chromatide homologue sœur pour restaurer une lésion DSB. Par conséquent, ce processus n'est actif que pendant les phases du cycle cellulaire S et G2, où cette chromatide sœur est disponible comme modèle (Krejci et al., 2012). HR commence par la liaison du complexe MRN aux extrémités DSB. Le complexe MRN est constitué par la protéine MRE11, l'homologue de rad 50 S. cerevisiae (RAD50) et la protéine nibrine (NBS1) (Richard et al., 2011a,b). Ensuite, les 3 𠆎nds du DSB sont digérés par l'activité exonucléase du MRE11/CtIP pour générer des extrémités libres au DSB qui sont prolongées par l'activité exonucléase EXO1 3′-5′ (Limbo et al., 2007). Par la suite, la protéine de liaison à l'ADN simple brin 1 (hSSB1) se lie aux extrémités libres 3’ et rejoint la protéine de réplication A (RPA) pour protéger ces extrémités libres d'une dégradation supplémentaire, afin d'éviter un annelage inapproprié qui pourrait conduire à des réarrangements génomiques et pour empêcher la formation d'épingles à cheveux (Chen et al., 2013). La RPA est un complexe hétérotrimérique formé de RPA70, RPA32 et RPA14 également impliqué dans le contrôle des mécanismes de réplication et de réparation de l'ADN (Sleeth et al., 2007). Ensuite, la RPA est remplacée par un ensemble de protéines RAD51 assemblées à huit domaines BRC de la protéine du cancer du sein 2 (BRCA2) et la participation de cinq protéines supplémentaires (RAD51B/RAD51C/RAD51D/XRCC2/XRCC3) (West, 2003). Rad51 est une recombinase qui forme un filament de nucléoprotéine pré-synaptique RAD51-BRCA2 sur l'ADN (Williams et Michael 2010). Les filaments de la nucléoprotéine RAD51-BRCA2 recherchent et envahissent les séquences homologues pour former une structure de jonction Holliday (Masson et al., 2001). Les chromatides sœurs sont reliées par les protéines de cohésine SMC1, 3, 5 et 6. Ces protéines facilitent la cohésion du DSB et des brins homologues intacts pour favoriser la recombinaison homologue (Kim et al., 2002, Kong et al., 2014).Après l'invasion de la chromatide sœur (synapses) et l'alignement des séquences d'ADN homologues, RAD51 est retiré en laissant une extrémité 3&# x02032-OH libre permettant la réparation de la synthèse d'ADN par l'ADN polymérase &# x003b4 dans le 3&# x02032-5&# direction x02032 à l'aide de résolvases, comme la sous-unité d'endonucléase spécifique de la structure (MUS81), l'endonucléase 1 spécifique de la structure méiotique essentielle (EME1) et l'endonucléase à volet Holliday Junction 5′ (GEN1) (Constantinou et al., 2002). Une fois la synthèse de l'ADN réparé terminée, ces enzymes résolvent la jonction Holliday et les extrémités de l'ADN sont reliées par l'ADN ligase I (Matos et West 2014). Bien qu'elle ne soit pas complètement comprise, la protéine BRCA1 joue un rôle important dans la direction de l'échafaudage des filaments Rad51-BRCA2 et interagit également avec l'histone H2AX (décrite ci-dessous) lors de la réparation HR (O'Donovan et Livingston, 2010).

La méthode de réparation HR est considérée comme sans erreur, car elle utilise la séquence homologue de la chromatide sœur comme modèle pour la synthèse. Il a été proposé que la condensation chromosomique rend difficile la recherche de séquences homologues dans le noyau, et donc NHEJ est plus fréquemment utilisé par les cellules pour réparer le DSB (Deckbar et al., 2011 Langerak et Russell, 2011). La haute fidélité des HR est également proposée pour expliquer la faible sensibilité et résistance cellulaire des cellules en phase S/G2 aux rayonnements ionisants. Par conséquent, il est suggéré que la résistance à la radiothérapie est médiée par la RH (Somaiah et al., 2013).

Alignement monobrin (SSA)

La SSA peut être considérée comme une forme spéciale de réparation des RH. Ce mécanisme de réparation n'est pas conservateur et dépend de la présence de séquences répétées flanquant le DSB. Il commence par le clivage de l'extrémité 5 & 02032 d'un brin d'ADN pour exposer les microhomologies. Ceci est médié par un complexe protéique composé du complexe CtIP et du complexe MRN, suivi de l'alignement des extrémités homologues. Les régions non alignées sont éliminées par les nucléases ERCC1/XPF (entraînant une perte de nucléotides dans la chaîne d'ADN) puis, les extrémités d'ADN sont jointes par l'ADN ligase III (Salles et al., 2011 Liu et al., 2014). Les preuves suggèrent que la réparation de l'ASS peut provoquer la formation de translocations chromosomiques pathologiques liées au cancer (Manthey et Bailis, 2010).

Radiosensibilité chez les patientes atteintes d'un cancer du sein

La radiosensibilité est la sensibilité des cellules ou des tissus aux rayonnements ionisants. Certains patients peuvent être plus sensibles aux radiations. La sensibilité résulte des effets toxiques de la radiothérapie entraînant des lésions des tissus normaux du patient. Ces effets peuvent être aigus ou tardifs, selon le moment de leur manifestation. Les effets aigus surviennent pendant le traitement ou peu de temps après et ils sont généralement réversibles et surviennent dans les tissus à prolifération rapide, comme la peau, le tractus gastro-intestinal et les tissus hématopoïétiques. Les effets tardifs se manifestent six mois ou plus après le traitement. Les effets tardifs peuvent être permanents, affectant principalement les tissus à prolifération lente tels que les reins, le cœur et le système nerveux, et peuvent impliquer des dérégulations systémiques du système endocrinien (Barnett et al., 2009). Le rayonnement favorise le DSB comme mentionné ci-dessus, et ces dommages sont préjudiciables à l'intégrité du génome (Chistiakov et al., 2008 Rﲾ et al., 2008 Henríquez-Hernández et al., 2011).

Les mécanismes d'hypersensibilité aux rayonnements ionisants ne sont toujours pas clairs, mais on estime que 70 % des cas d'hypersensibilité sont dus à des variantes génétiques (Turesson et al., 1996). Comme mentionné ci-dessus, les mutations dans le AU M gène sont associés à une hypersensibilité extrême aux rayonnements ionisants (Masuda et Kamiya, 2012) et à des polymorphismes dans des gènes comme XRCC3 et RAD51 augmenter le risque de radiosensibilité (Vral et al., 2011). Ces gènes sont également impliqués dans le cancer du sein. Mayer et al. (2011) ont analysé l'expression des gènes dans les lymphocytes du sang périphérique de patientes atteintes d'un cancer du sein et du col de l'utérus. Ils ont identifié 153 gènes altérés par les rayonnements ionisants. Ces gènes sont impliqués dans le contrôle du cycle cellulaire et l'apoptose en réponse aux rayonnements. Parmi ceux-ci, 67 gènes étaient utiles pour faire la distinction entre les patients à réaction normale et les sujets présentant une radiosensibilité sévère. Cependant, les analyses ont été effectuées sur des lymphocytes, et les auteurs commentent qu'une analyse de l'expression dans différents tissus serait nécessaire pour définir une signature génique plus précise (Mayer et al., 2011).

Les dommages de la base 7,8-dihydro-8-oxo-2&# x02032-deoxyguanosine (8-oxo-dG) sont produits par les rayonnements ionisants et sont réparés par excision de nucléotides suivie de l'élimination de ce désoxynucléoside anormal hors de la cellule (Evans et al., 2010). La 8-oxo-dG a été utilisée comme marqueur urinaire du stress oxydatif et a été associée au cancer du poumon (Il'yasova et al., 2012) et les maladies gastro-intestinales (Ock et al., 2012). Il a également été proposé comme marqueur de radiosensibilité (Erhola et al., 1997, Roszkowski et Olinski, 2012). Haghdoost et al. (2001) ont étudié les taux urinaires de 8-oxo-dG chez des patientes atteintes d'un cancer du sein avant et après radiothérapie adjuvante (4 à 6 Gy). Les patients radiosensibles présentaient des rougeurs cutanées dans les zones irradiées et une augmentation significative des taux urinaires de 8-oxo-dG, et ces auteurs ont proposé l'utilisation de ce désoxynucléoside comme biomarqueur urinaire de la radiosensibilité. Ce biomarqueur facilite l'étude de la radiosensibilité individuelle, puisque le métabolite anormal peut être mesuré par ELISA (Haghdoost et al., 2001). Dans une étude de Skiöld et al. (2013), la réponse au stress oxydatif radio-induit a été analysée par le biomarqueur 8-oxo-dG dans le sérum de ex vivo échantillons de leucocytes irradiés obtenus de patientes atteintes d'un cancer du sein qui ont développé des réactions cutanées aiguës sévères (RTOG [Radiotherapy Oncology Group Criteria] grade 3-4) pendant la radiothérapie et de patientes atteintes d'un cancer du sein ne présentant aucune réaction cutanée précoce après radiothérapie (RTOG grade 0). Les auteurs ont démontré que les patients de grade RTGO 0 présentaient une augmentation des taux sériques extracellulaires de 8-oxo-dG, contrairement aux taux sériques significativement bas observés chez les patients de grades RTOG 3 et 4, indiquant que la 8-oxo-dG est un biomarqueur utile. pour analyser les réponses cellulaires aux rayonnements ionisants (Skiöld et al., 2013). Néanmoins, la 8-oxo-dG peut également résulter de l'exposition des cellules au stress oxydatif par les ROS, comme cela peut se produire lorsque les tissus sont exposés à des polluants environnementaux (Hecht, 1999). Pour ces raisons, ce biomarqueur n'est pas spécifique des rayonnements ionisants mais, comme dans le cas des études de Skiöld et al. (2013), il est utile en tant que comparaison ex vivo test de cellules irradiées pour définir les effets biologiques des rayonnements ionisants. Les niveaux extracellulaires de 8-oxo-dG sont des indicateurs appropriés de la capacité des cellules à réparer les dommages à l'ADN causés par les ROS.

Certains phénotypes de cancer du sein ont été associés à une récidive locorégionale (RLR). Brollo et al. (2013) ont suggéré que les tumeurs HER2+ sont plus sensibles aux rayonnements ionisants, tandis que Voduc et al. (2010) ont observé que la LRR semblait plus élevée chez les patientes atteintes d'un cancer du sein à triple marqueur négatif, bien que le nombre d'événements LRR soit faible. À l'heure actuelle, il n'existe pas de méthodes moléculaires pour discriminer entre les patients avec une LRR élevée et faible (Britten et al., 2013). En outre, il n'y a pas suffisamment d'informations concernant les effets indésirables possibles de la radiothérapie qui peuvent induire des modifications génomiques et épigénétiques et des changements dans les profils d'expression génique dans le cancer du sein.

Henríquez-Hernández et al. (2011) ont analysé des lymphocytes isolés du sang périphérique (PBL) de patientes atteintes d'un cancer du sein avancé traitées ex vivo avec de fortes doses de radiothérapie pour étudier la résistance aux rayonnements ionisants. Ils ont montré que les lymphocytes de patients présentant de faibles dommages à l'ADN et des taux d'apoptose élevés présentaient de faibles risques d'événements indésirables liés aux rayonnements.

Des études analysant le type de réparation qui se produit lorsque les cellules sont exposées à des radiations et la corrélation avec l'expression anormale de certains gènes impliqués dans la réparation des DSB ont également été menées. In vitro des études sur les lignées cellulaires Bca11 (lignée cellulaire du cancer du sein familiale) et Bca10 (lignée cellulaire du cancer du sein sporadique) ont montré une activité de réparation NHEJ élevée et une réparation directe non conservatrice de la RH dans la lignée cellulaire Bca11. La lignée cellulaire Bca10 a également montré une augmentation de la réparation non conservatrice de la RH directe, mais à un degré moindre que Bca11. Par conséquent, les mécanismes de réparation dans ces lignées cellulaires peuvent provoquer des délétions dans la séquence d'ADN et une dérégulation du cycle cellulaire (Keimling et al., 2008). Ces auteurs ont réalisé une étude sur les PBL de patientes atteintes d'un cancer du sein sporadique, de femmes en bonne santé présentant un risque familial de cancer du sein et de témoins sains, et ils ont démontré une augmentation de la NHEJ et de la SSA chez les patientes cancéreuses et les sujets à risque héréditaire, vs. les témoins sains. Cette étude a suggéré que ces deux groupes sont sujets à des mécanismes de réparation étendus non conservateurs des DSB. Sur la base de ces résultats, Keimling et al. (2012) ont mis en œuvre un test pour analyser la réparation DSB in vitro.

Techniques d'analyse des réparations DSB

Certains tests ont été conçus pour évaluer les dommages à l'ADN en réponse à diverses substances, micro-organismes ou conditions environnementales. Certains de ces tests sont décrits ci-dessous.

Essai de comète

L'analyse des comètes alcalines implique la mesure des dommages à l'ADN dans la SSB et la DSB. Cette méthode est rapide et bon marché. Il fournit des informations importantes sur le risque de maladies liées au stress oxydatif (Alapetite et al., 1999 Dusinska et Collins, 2008). Dans cet essai, les cellules sont incorporées dans une fine couche d'agarose sur une lame de verre mince, les cellules sont lysées dans une solution contenant du détergent et du NaCl, libérant l'ADN des protéines qui y sont liées, mais laissant des fragments d'ADN encore attachés à la membrane nucléaire . Ensuite, la plaque est incubée dans une solution alcaline, une électrophorèse est effectuée et l'ADN est coloré au bromure d'éthidium. Des fragments d'ADN se rendent à l'anode formant une image semblable à une comète lorsqu'ils sont visualisés par microscopie à fluorescence (Fikrov&# x000e1 et al., 2011, Baumgartner et al., 2012). L'image de la tête de la comète indique le contenu en ADN et la queue la fréquence des cassures d'ADN (figure 2B). Les logiciels conçus pour analyser l'image de la comète permettent de mesurer le contenu en ADN et la longueur de la queue. La longueur de la queue de la comète est en corrélation avec le niveau de dommages à l'ADN.

Cheveux et al. (2010) ont utilisé une méthode de test des comètes modifiée dans laquelle des lames contenant des cellules incorporées dans de l'agarose ont été incubées avec trois traitements différents : 1) électrophorèse alcaline pour détecter le rayonnement induit par la SSB et les sites labiles aux alcalins 2) électrophorèse de cellules traitées avec de la formamidopyrimidine [Fapy] - L'ADN glycosylase (Fpg) libère les purines endommagées, laissant des sites apuriniques (sites AP) qui sont ensuite clivés avec la lyase AP cellulaire, produisant des fragments simple brin qui peuvent être visualisés dans le test des comètes, et 3) électrophorèse après traitement des cellules avec endonucléase bactérienne EndoIII, qui clive les brins endommagés aux sites présentant des pyrimidines oxydées, augmentant ainsi la sensibilité du test des comètes en laissant des lacunes dans les bases mutées (Hair et al., 2010).

Certains inconvénients du test des comètes sont la variabilité entre les différents protocoles et entre les laboratoires, ce qui rend difficile la définition des toxicités des rayonnements ionisants, ce problème nécessitera donc l'adoption de protocoles standardisés et comparables (Forchhammer et al., 2010 Henríquez-Hernández et al., 2012 Azqueta et al., 2014). Sirota et al. (2014) ont étudié la variation interlaboratoire des facteurs de dosage des comètes, comme les marques de lames, la durée du traitement alcalin et les conditions d'électrophorèse, et ils ont constaté que les différences de laboratoire étaient associées aux conditions d'électrophorèse, en particulier la température pendant l'électrophorèse alcaline, qui affecte le taux de conversion des sites labiles aux alcalis aux cassures simple brin (Sirota et al., 2014). De plus, il a été suggéré que la mise en œuvre d'un logiciel standard sera nécessaire pour l'interprétation des tests de comète (Fikrová et al., 2011).

La variante histone H2AX de l'histone H2A est présente dans des sous-ensembles de nucléosomes (2 à 25 % du total H2A) et a été impliquée dans la réparation des DSB. Lorsque H2AX est phosphorylé au niveau du résidu sérine 139 par les phosphoinositide-3-kinase-related protein kinases (PIKK), le groupe phosphate adopte une position γ dans la protéine, constituant la configuration gamma H2AX (γ-H2AX) (Rogakou et al., 1998 Rothkamm et Horn, 2009). Cette phosphoprotéine agit dans les premiers événements de réparation de l'ADN en décondensant la chromatine près du DSB (Kruhlak et al., 2006). De plus, γ H2AX se joint aux extrémités du DSB pour former un foyer “γH2AX” qui s'étend sur plusieurs Mo sur les côtés du DSB. Une méthode utilisée pour l'analyse des dommages à l'ADN est la mesure de γ-H2AX à l'aide d'anticorps contre

Dans les tests γ-H2AX, le sang périphérique est collecté et les cellules mononucléées sont séparées et fixées sur une surface en verre. Ensuite, une immunohistochimie avec un anticorps anti-γ-H2AX est effectuée et les résultats sont analysés par microscopie à fluorescence dans laquelle les foyers fluorescents sont mesurés (figure 2A). Ce test peut également être analysé par cytométrie en flux ou par western blot (Kinner et al., 2008 et al., 2009 Podhorecka et al., 2010).

Les mesures des foyers γ-H2AX chez les patients avant et après des radiothérapies utilisant des doses faibles et élevées de rayonnements ionisants ont montré une relation linéaire entre les dommages à l'ADN et l'exposition aux rayonnements. Le nombre initial de foyers γ-H2AX est cohérent avec les DSB dans les cellules. Après un certain temps, les foyers γ-H2AX disparaissent en raison de la réparation de l'ADN (Rﲾ et al., 2008 Cor et al., 2011). Cette méthode est sensible pour mesurer la réparation de l'ADN chez les patients subissant une radiothérapie, mais elle est également appliquée dans d'autres domaines, tels que l'analyse des dommages à l'ADN dus à l'exposition professionnelle ou au contact avec des polluants environnementaux, la fumée de cigarette, les médicaments, etc. Il est important de noter que ces co-expositions peuvent affecter les résultats chez les patients en radiothérapie et, par conséquent, doivent être considérées sur une base individuelle. De plus, la phosphorylation de H2AX est observée en l'absence de DSB dans le processus de réplication, en mitose et lors de la fragmentation de l'ADN en apoptose. Par conséquent, le test doit être capable de faire la distinction entre les cellules apoptotiques et non apoptotiques (Dickey et al., 2009).

Le test des comètes et les méthodes γ-H2AX décrites ci-dessus aident à évaluer les dommages et la réparation de l'ADN, mais ne permettent pas de discriminer le type de dommage, comme SSB ou DSB. Il est également important d'analyser si les dommages sont réparés et quel type de mécanisme de réparation fonctionne pour évaluer si les cellules sont sensibles ou résistantes aux rayonnements ionisants.

Protéines modifiées pour détecter la DSB spontanée

Elle et al. (2013) ont développé une nouvelle technologie de synthèse pour quantifier les DSB dans les cellules bactériennes et mammifères. Cette méthode utilise la protéine fluorescente verte (GFP) fusionnée à la protéine GAM (GAM-GFP), une protéine virale du bactériophage Mu, qui partage une homologie de séquence avec les protéines eucaryotes KU80 et KU70 impliquées dans NHEJ (Aparicio et al., 2014). Contrairement à la protéine KU, la protéine GAM n'est pas impliquée dans les réactions de réparation de l'ADN. GAM se lie à l'ADN et inhibe une variété d'exonucléases impliquées dans la réparation de l'ADN (Abraham et Symonds, 1990 Fagagna et al., 2003 et al., 2013). Cette avancée permet l'étude et la quantification des cassures d'ADN. Dans cette méthode, le I-SceL'endonucléase I est utilisée pour fabriquer des DSB spécifiques à un site et les cellules sont transfectées avec un vecteur d'expression de fusion Mu GAM-GFP. La protéine GAM-GFP rejoint les DSB formés par le I-SceI traitement, générant une fluorescence au niveau des sites endommagés qui peut être analysée par microscopie à fluorescence. Étant donné que la protéine GAM-GFP est en compétition avec les protéines KU, cela entraîne de faibles niveaux de dommages à l'ADN, limitant ainsi cette technologie à l'étude de la réparation des DSB par HR (Shee et al., 2013).

Identification des mécanismes de réparation par des substrats d'ADN spécifiques

Comme mentionné ci-dessus, Keimling et al. (2012) ont développé une in vitro méthode dans laquelle les PBL sont transfectés avec des plasmides marqueurs pour permettre la discrimination des mécanismes impliqués dans la réparation des DSB : HR, NHEJ et SSA (figure 3A). Dans cette procédure, les PBL sont transduits dans trois expériences différentes avec des plasmides séparés, chacun contenant le gène rapporteur EGFP suivi de différentes séquences susceptibles de subir l'un des différents mécanismes de réparation de l'ADN définis ci-dessus. Les cellules des trois groupes sont co-transduites avec un plasmide codant pour I-SceI en tant qu'inducteur des événements de réparation DSB. La détection de fluorescence après 24 h par cytométrie en flux dans l'une des trois cellules transduites du panel mesure les événements de chaque mécanisme de fonctionnement individuel, permettant des informations plus détaillées sur la réparation DSB chez des patients individuels (figure 3B). Ce test se prête au traitement et à l'analyse d'échantillons à haut débit (Boehden et al., 2002 Keimling et al., 2012).


MÉTHODES ET PROCÉDURES

L'analyse de sang vivant implique l'examen d'une petite gouttelette de sang capillaire frais généralement prélevée du bout du doigt. Ceci est observé au microscope optique à des grossissements de 600 à 1200x. Une caméra montée sur le microscope enregistre des photographies numériques des échantillons de sang. Cette technique renseigne sur l'écologie du sang, parfois appelée « terrain biologique ». L'analyse du sang vivant est traditionnellement utilisée en médecine clinique pour rechercher la présence de certains parasites, notamment l'organisme du paludisme et les bactéries en forme de spirale qui causent la maladie de Lyme. C'est un outil de recherche parfois également utilisé dans l'évaluation holistique de la santé. La taille, la forme, la variabilité et l'intégrité cellulaire des globules rouges (GR) peuvent être facilement observées, ainsi que toute viscosité et agrégation des globules rouges. La présence et le nombre relatif de globules blancs et de leurs sous-types sont notés, ainsi que la motilité (mouvement) de ces cellules. Le plasma sanguin est vérifié pour les agrégats plaquettaires, la formation de fibrine, la présence de formes microbiennes et parasitaires, ainsi que des particules comprenant du cholestérol, des cristaux et divers contaminants.

Cette étude a utilisé un microscope à fond noir sur mesure attaché à un système de caméra vidéo numérique avec un objectif zoom relié à un écran d'ordinateur. Un logiciel a été utilisé pour capturer et stocker des microphotographies pour une analyse ultérieure. L'échantillon de sang a été éclairé au moyen de lumière délivrée par des fibres optiques fixées au condenseur du microscope pour empêcher le chauffage de l'échantillon. Une lancette stérile a été utilisée pour recueillir une goutte de sang périphérique du bout du doigt, qui a été immédiatement placée sur une lame de microscope en verre et recouverte d'une lamelle de verre.Des lentilles à immersion dans l'huile au niveau de l'objectif du microscope et du condenseur à fond noir ont été utilisées pour l'optimisation de l'image.

Une microphotographie de sang sain et normal provenant d'une personne suivant le régime WAPF est illustrée à la figure 1. Cette photographie montre le sang immédiatement après son prélèvement. Les globules rouges ronds semblent de taille uniforme, séparés les uns des autres et sans débris dans le plasma sanguin.

Les sujets ont jeûné pendant au moins cinq heures et se sont abstenus de s'exposer aux téléphones portables pendant quatre heures avant les rendez-vous individuels de l'étude. Au cours de leur session expérimentale de trois heures, les sujets étaient autorisés à boire uniquement de l'eau. Chaque sujet a subi trois tests sanguins associés à trois conditions d'exposition différentes, comme décrit ci-dessous. Chaque échantillon de sang a été évalué et noté pour différents facteurs sanguins. Ces facteurs comprennent la forme des globules rouges et la distorsion de la membrane l'état d'agrégation des globules rouges, y compris l'agglutination, la formation de rouleaux (cellules collées ensemble en rouleaux) et le caractère collant la forme et la motilité des globules blancs et le degré de facteurs de coagulation précoce, y compris les plaquettes agrégats et présence de fibrine. Une échelle de Likert de 0 à 6 a été utilisée pour noter les facteurs sanguins, dans laquelle 0 indique une absence du facteur sanguin, et des nombres plus grands indiquent des niveaux plus élevés de facteurs sanguins observés dans les échantillons de sang. Cette méthode a déjà été décrite en détail dans d'autres études sur l'alimentation rapportées dans cette revue. 6,7

Trois tests sanguins ont été effectués sur chaque sujet comme suit : (1) initialement, avant l'exposition au téléphone portable (condition de base) (2) après l'exposition à un smartphone en mode réception placé dans un sac à dos porté par le sujet pendant 45 minutes (portant condition) et (3) après une utilisation active du téléphone portable pendant 45 minutes (condition d'utilisation active). Ce sont les deux conditions dans lesquelles la plupart des gens utilisent un téléphone portable. Les téléphones portables peuvent également être mis en « mode avion », dans le sens où l'utilisateur ne peut pas passer d'appel ou accéder au Web. Cependant, le téléphone est toujours en communication avec la tour de téléphonie cellulaire la plus proche.

Dix microphotographies sanguines typiques ou plus ont été réalisées pour chacune des trois conditions d'exposition. Pendant la condition d'utilisation active, les sujets ont continuellement utilisé les fonctions de communication du téléphone portable pour accéder à Internet et passer des appels téléphoniques. Toujours dans la condition d'utilisation active, les sujets ont placé le téléphone portable près de leur tête au moins deux fois pendant environ cinq minutes à chaque fois pendant les appels téléphoniques. À d'autres moments pendant qu'ils passaient des appels téléphoniques, les sujets utilisaient le mode haut-parleur tout en tenant le téléphone dans une ou les deux mains. À la suite d'une analyse photographique de tous les tests sanguins, les données de l'échelle de Likert ont été analysées pour voir quels facteurs (alimentation, âge et habitudes personnelles de téléphonie mobile) étaient en corrélation avec les changements sanguins observés.

Le téléphone portable utilisé pour l'exposition du sujet était un modèle particulier de téléphone intelligent, et le même opérateur de réseau a été utilisé tout au long de l'étude. (La marque et le numéro de modèle du téléphone intelligent et du fournisseur de réseau utilisés dans l'étude sont délibérément exclus de ce rapport.) Les sujets sont restés dans le laboratoire tout au long des sessions expérimentales. Les temps d'exposition et les durées des appels téléphoniques pour les sujets ont été chronométrés et autrement contrôlés de telle sorte que l'exposition aux rayonnements des téléphones portables pour chaque sujet soit la même que possible pour chaque condition. Le niveau de puissance ambiante des ondes radio (y compris les micro-ondes) dans le laboratoire, tel que mesuré par un radiofréquencemètre, était généralement de -45 dBm correspondant à une densité de puissance de 18 microWatts par mètre carré. Aucun autre appareil n'était présent qui pourrait être une source importante de micro-ondes.


Conséquences de l'hyperoxie et de la toxicité de l'oxygène dans le poumon

Oxygène (O2) est essentiel à la vie, mais en tant que médicament, il a un bénéfice biologique positif maximal et les effets de toxicité qui l'accompagnent. L'oxygène est thérapeutique pour le traitement de l'hypoxémie et de l'hypoxie associées à de nombreux processus pathologiques. Les processus physiopathologiques sont associés à des niveaux accrus d'O réactif induit par l'hyperoxie2 (ROS) qui peuvent réagir facilement avec les tissus biologiques environnants, endommageant les lipides, les protéines et les acides nucléiques. Les défenses antioxydantes protectrices peuvent être submergées par les ROS entraînant un stress oxydatif. L'endothélium capillaire alvéolaire activé est caractérisé par une adhérence accrue provoquant l'accumulation de populations cellulaires telles que les neutrophiles, qui sont une source de ROS. Des niveaux accrus de ROS provoquent une hyperperméabilité, une coagulopathie et des dépôts de collagène ainsi que d'autres changements irréversibles se produisant dans l'espace alvéolaire. Dans l'hyperoxie, de multiples voies de signalisation déterminent la réponse cellulaire pulmonaire : apoptose, nécrose ou réparation. Comprendre les effets de l'O2 L'administration est importante pour prévenir les dommages alvéolaires accidentels causés par l'hyperoxie chez les patients nécessitant une oxygénation supplémentaire.

1. Introduction

Lors de l'administration d'oxygène supplémentaire (O2) pour traiter l'hypoxémie associée à des affections aiguës et chroniques, O2 une toxicité par surexposition peut être présente. Annuellement, le besoin d'O supplémentaire2 devrait être d'environ 800 000 personnes pour un coût de 1,8 milliard de dollars [1]. Utilisation sous-optimale d'O2 se traduit par des erreurs de prescription et de traitement qui dépassent celles liées aux antibiotiques [2-4].

Les cellules endothéliales épithéliales alvéolaires et capillaires alvéolaires sont des cibles vulnérables pour O2-lésion induite par les radicaux libres causée par l'hyperoxie. Dans les lésions pulmonaires aiguës (ALI) causées par l'hyperoxie, l'hyperperméabilité de la microvascularisation pulmonaire provoque une inondation de l'alvéole avec des extravasations plasmatiques entraînant un œdème pulmonaire et des anomalies des voies de coagulation et de fibrinolyse favorisant le dépôt de fibrine [5, 6]. Les cellules épithéliales alvéolaires de type II sont lésées par O2 radicaux libres entraînant une altération de la production de surfactant [7]. Ainsi, le bénéfice biologique positif maximum pour cette molécule essentielle à la vie mais toxique existe le long d'un continuum dose-réponse, carence-toxicité.

2. Physiopathologie de la toxicité de l'oxygène

L'hyperoxie est un état d'excès d'O2 dans les tissus et les organes. La toxicité de l'oxygène se produit lorsque la pression partielle d'O alvéolaire2 (PUNEO2) dépasse celle qui est respirée dans des conditions normales. Avec une exposition continue à des concentrations supraphysiologiques d'O2, un état d'hyperoxie se développe. Dans des conditions pathologiques hyperoxiques, un afflux important d'O réactif2 espèces (ROS) sont produites. Dans les systèmes biologiques intracellulaires et extracellulaires, l'effet de masse de l'élévation des ROS, causé par O2 surexposition, perturbe l'équilibre entre les oxydants et les antioxydants, et cette perturbation de l'homéostasie peut entraîner des dommages aux cellules et aux tissus [8-11].

Temps d'exposition, pression atmosphérique et fraction d'O inspiré2 (FIO2) déterminer le cumulatif O2 dose entraînant une toxicité. L'oxygène est toxique pour les poumons lorsque la FIO est élevée2 (>0.60) est administré sur une durée d'exposition prolongée (≥24 heures) à une pression barométrique normale (1 atmosphère absolue (ATA)). Ce type d'exposition est appelé basse pression O2 l'empoisonnement, la toxicité pulmonaire ou l'effet Lorraine Smith. L'exposition à l'oxygène après environ 12 heures entraîne une congestion des voies respiratoires, un œdème pulmonaire et une atélectasie causée par des dommages aux parois des bronches et des alvéoles. La formation de liquide dans les poumons provoque une sensation d'essoufflement associée à une brûlure de la gorge et de la poitrine, et la respiration devient très douloureuse [12]. La raison de cet effet dans les poumons mais pas dans d'autres tissus est que les espaces aériens des poumons sont directement exposés à la haute O2 pression. L'oxygène est délivré aux autres tissus du corps à une pression partielle presque normale de O2 (bon de commande2) à cause de l'hémoglobine-O2 système tampon [13-15]. La toxicité se produit également lorsque l'ATA est élevé (1,6-4) et le FIO élevé2 le temps d'exposition est court. Ce type d'exposition est appelé haute pression O2 l'empoisonnement ou l'effet Paul Bert et est toxique pour le système nerveux central (SNC). La toxicité du système nerveux central entraîne des convulsions suivies d'un coma chez la plupart des gens dans les 30 à 60 minutes. Les crises se produisent souvent sans avertissement et sont susceptibles d'être mortelles. Les autres symptômes comprennent des nausées, des contractions musculaires, des étourdissements, des troubles de la vision, de l'irritabilité et une désorientation [13, 16-20]. Les plongeurs océaniques sont plus susceptibles d'éprouver une toxicité pour le SNC [17].

Les cellules épithéliales capillaires et alvéolaires capillaires pulmonaires sont des cibles pour les ROS entraînant un œdème pulmonaire induit par des lésions, des inondations alvéolaires, des hémorragies et des dépôts de collagène, d'élastine et de membrane hyaline [11, 21, 22]. Au-dessus d'un P critiqueUNEO2, l'hémoglobine-O2 le mécanisme de mise en mémoire tampon échoue et le tissu PO2 peut atteindre des centaines ou des milliers de mm Hg. À des niveaux élevés d'O2, les systèmes enzymatiques antioxydants endogènes protecteurs sont consommés par les ROS, entraînant la mort cellulaire [16, 23].

La toxicité de l'oxygène causée par les ROS progresse par phases qui se chevauchent en fonction du degré de gravité et de réversibilité de la blessure. Les phases sont l'initiation, l'inflammation, la prolifération et la fibrose. Initialement, il y a une augmentation des ROS et des niveaux d'antioxydants épuisés, et le poumon ne parvient pas à se débarrasser du mucus. La phase d'inflammation ou phase exsudative est caractérisée par la destruction de la muqueuse pulmonaire et la migration des médiateurs inflammatoires dérivés des leucocytes vers les sites de lésion. La phase proliférative est subaiguë et il existe une hypertrophie cellulaire, une augmentation des sécrétions des cellules alvéolaires de type II sécrétant un surfactant et une augmentation des monocytes. La phase terminale finale est la phase fibrotique dans laquelle les modifications du poumon sont irréversibles et permanentes. Il y a dépôt de collagène et épaississement de l'espace interstitiel pulmonaire et le poumon devient fibrotique [24–27].

Cliniquement, hypoxémie progressive ou O élevé2 tension dans le sang, nécessite une augmentation de la FIO2 et la ventilation assistée, qui aggravent encore les changements physiopathologiques associés à O2 toxicité. Les radiographies pulmonaires peuvent montrer un motif interstitiel alvéolaire dans une distribution irrégulière avec des preuves d'une perte de volume modérée par atélectasie, mais il n'y a aucun moyen clinique de diagnostiquer O2 toxicité. Les échantillons de biopsie pulmonaire peuvent montrer des changements compatibles avec O2 toxicité, mais la valeur principale de la biopsie est d'exclure d'autres causes de lésion pulmonaire. Les changements de pression atmosphérique dans la cavité pulmonaire fermée et les blessures induites par le ventilateur peuvent accompagner et ne pas être distingués de O2 toxicité. La toxicité de l'oxygène peut être minimisée en gardant le PUNEO2 moins de 80 mm Hg ou le FIO2 en dessous de 0,40 à 0,50 [12].

La réponse cellulaire pulmonaire à l'exposition hyperoxique et à l'augmentation des ROS est bien décrite. Anatomiquement, la surface épithéliale pulmonaire est vulnérable à une réponse inflammatoire destructrice. Cette inflammation endommage la barrière capillaire alvéolaire entraînant une altération des échanges gazeux et un œdème pulmonaire. O réactif2 espèces induit la sécrétion de cellules pulmonaires de chimioattractants, et les cytokines stimulent la mobilisation et l'accumulation des macrophages et des monocytes dans les poumons, conduisant à des ROS supplémentaires. L'interaction leucocytaire ROS aggrave encore les blessures. La recherche a montré qu'à mesure que ces couches cellulaires très réduites deviennent de plus en plus oxydées et que les niveaux d'antioxydants chutent, l'activation induite par les ROS de plusieurs voies de transduction du signal en amont régule la réponse cellulaire : adaptation, réparation ou mort cellulaire par apoptose, oncose ou nécrose [28 , 29].

Protéine kinase activée par les mitogènes (MAPK), récepteur de type toll 4 (TLR4), transducteurs de signaux et activateurs de la transcription (STAT) et facteur nucléaire kappa bêta (NF k??) sont quelques voies protéiques bien documentées qui communiquent le signal du récepteur à l'acide désoxyribonucléique (ADN) de la cellule, déterminant ainsi la réponse cellulaire. La voie MAPK est un régulateur des gènes de mort cellulaire, du stress et de la régulation de la transformation et de la croissance. L'activation de la protéine kinase activée par les mitogènes précède la kinase régulée par le signal extracellulaire (ERK1/2), un promoteur de la prolifération cellulaire. La protéine kinase C-Jun-terminal (JNK1/2) et la kinase p38 induisent toutes deux la mort cellulaire et l'inflammation [30]. Les voies TLR4, STAT et du facteur de régulation nucléaire 2 (Nrf2) sont associées à l'expression des gènes de survie tels que les protéines caspase-3 et l'élément de réponse antioxydant (ARE) [31, 32]. La NF k?? La voie est un signal en amont pour les gènes d'inflammation et de survie : enzymes anti-oxydantes (AOE), Bcl-2, AKT, hème oxygénase (HO-1) et protéines de choc thermique (HSP). L'AKT1-4 Cette famille de signaux joue un rôle important dans le métabolisme du glucose, la prolifération cellulaire, l'apoptose, la transcription et la migration cellulaire. Les protéines Bcl-2 sont anti-apoptotiques tandis que HO-1 et les HSP sont des protéines de réponse au stress omniprésentes [33]. Ces voies de signalisation sont des régulateurs de la réponse des cellules épithéliales pulmonaires aux augmentations des ROS et de l'hyperoxie [18, 34]. La surexpression des cytokines et des chimiokines en réponse au stress hyperoxique peut être protectrice. Facteur de nécrose tumorale alpha (TNF??), interleukine 1 bêta (IL-1??), l'interleukine 6 (IL-6), le récepteur de chimiokine 2 (CXCR2), l'interleukine 11 (IL-11), l'expression du facteur de croissance de l'insuline et des kératinocytes et la sous-unité bêta de la Na, K-ATPase ont été montrés pour atténuer les signaux de mort [ 35-37].

3. La formation des radicaux libres

L'oxygène est une exigence pour la respiration cellulaire dans le métabolisme du glucose et de la majorité de l'O2 consommée par les mitochondries est utilisée pour la génération d'adénosine triphosphate (ATP) [38, 39]. La chaîne de transport d'électrons mitochondriale réduit l'O moléculaire élémentaire2 à O ionique2 par le relais des électrons faisant O2 utilisable pour la génération d'ATP, au cours de ce processus, des radicaux libres oxydants sont générés [40, 41]. Niveaux toxiques d'O2 conduire à la formation de ROS supplémentaires, qui peuvent endommager les membranes lipidiques, les protéines et les acides nucléiques. O réactif2 les espèces interviennent dans les rôles physiologiques et physiopathologiques dans le corps [42].

Les radicaux libres sont un type d'espèce chimique instable, réactive et de courte durée qui possède un ou plusieurs électrons non appariés et peut posséder une charge nette ou être neutre. L'espèce est dite libre parce que l'électron non apparié dans l'orbite externe est libre d'interagir avec les molécules environnantes [42, 43]. Les cellules génèrent des radicaux libres, ou ROS, par la réduction de l'O moléculaire2 à l'eau (H2O) (Figure 1) [44, 45].


Déclarations éthiques

Approbation éthique et consentement à participer

Il s'agit d'un examen et n'a pas besoin d'autorisation éthique.

Consentement à la publication

Tous les auteurs mentionnés ont été impliqués dans la rédaction de cette revue et ont donné leur accord pour sa publication.

Intérêts concurrents

Les auteurs déclarent ne pas avoir d'intérêts concurrents.

Note de l'éditeur

Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.


Des niveaux élevés d'insuline entraîneront un dysfonctionnement et un manque de communication dans le foie. Le foie est un organe si massif qui fait bien plus que filtrer votre sang, bien que sa capacité à le faire ne doive pas être dénigrée.

Considérez que le système enzymatique du cytochrome P450, qui se trouve à la concentration la plus élevée dans le foie, est responsable de la conversion du cholestérol en prégnenelone. La prégnenelone est l'hormone stéroïdienne principale qui est convertie pour fabriquer toutes les autres hormones stéroïdiennes majeures comme l'œstrogène, la DHEA et la testostérone.

Des études ont montré la corrélation directe entre une insuline élevée et de faibles niveaux de DHEA.

Les SHBG (sex hormone binding globulins) sont ce qui fait circuler les hormones sexuelles œstradiol et testostérone. Les SHBG’ sont produites principalement dans le foie. De nombreuses recherches révèlent que des niveaux élevés d'insuline entraînent de faibles niveaux de SHBG. De faibles niveaux de SHBG’s sont trouvés chez les diabétiques, le syndrome des ovaires polykystiques et les personnes souffrant d'hypothyroïdie.


Une testostérone élevée tue les cellules nerveuses

Une étude de la Yale School of Medicine montre pour la première fois qu'un niveau élevé de testostérone, comme celui causé par l'utilisation de stéroïdes pour augmenter la masse musculaire ou pour une thérapie de remplacement, peut entraîner une perte catastrophique de cellules cérébrales.

La prise de fortes doses d'androgènes, ou de stéroïdes, est connue pour provoquer une hyperexcitabilité, une nature très agressive et des tendances suicidaires. Ces changements de comportement pourraient être la preuve d'altérations de la fonction neuronale causées par les stéroïdes, a déclaré l'auteur principal, Barbara Ehrlich, professeur de pharmacologie et de physiologie.

"La prochaine fois qu'un gars musclé dans une voiture de sport vous coupe sur l'autoroute, ne vous fâchez pas, respirez profondément et réalisez que ce n'est peut-être pas de sa faute", a déclaré Ehrlich.

La testostérone est la principale hormone mâle et elle joue un rôle fondamental dans le développement, la différenciation et la croissance cellulaire. Dans les neurones, la testostérone agit comme un neurostéroïde et peut induire des changements au niveau cellulaire, qui à leur tour entraînent des changements de comportement, d'humeur et de mémoire. Des effets neuroprotecteurs et neurodégénératifs des androgènes ont été rapportés.

Les chercheurs ont montré que des niveaux élevés de testostérone déclenchaient la mort cellulaire programmée dans les cellules nerveuses en culture. La mort cellulaire, ou apoptose, est essentielle dans de nombreux processus de la vie, y compris le développement et la maladie. Elle se caractérise par une instabilité membranaire, une activation des caspases, qui sont les protéines exécutrices de l'apoptose, une modification du potentiel membranaire et une fragmentation de l'ADN.

"Dans la présente étude, nous avons démontré pour la première fois que le traitement des cellules de neuroblastome avec des concentrations élevées de testostérone pendant des périodes relativement courtes, de six à 12 heures, induit une diminution de la viabilité cellulaire par l'activation d'un programme de mort cellulaire", a déclaré Ehrlich. . "De faibles concentrations de testostérone n'ont eu aucun effet sur la viabilité cellulaire, alors qu'à des concentrations élevées, la viabilité cellulaire diminuait avec des augmentations progressives de la concentration hormonale."

L'apoptose induite par la testostérone décrite dans cette étude se produit par une suractivation des voies de signalisation Ca2+ intracellulaires. La surstimulation du programme apoptotique dans les neurones a été associée à plusieurs maladies neurologiques, telles que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Huntington.

Les co-auteurs incluent Manuel Estrada, qui poursuit maintenant ses travaux à l'Université du Chili à Santiago, et Anurag Varshney, qui travaille maintenant chez Ranbaxy, une société de découverte de médicaments à New Delhi, en Inde.

Source de l'histoire :

Matériel fourni par Université de Yale. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


Limites d'exposition

Le gouvernement britannique a déclaré que "bien qu'une légère augmentation de l'exposition globale aux ondes radio soit possible lorsque la 5G est ajoutée au réseau existant, l'exposition globale devrait rester faible".

La gamme de fréquences des signaux 5G introduits se situe dans la bande non ionisante du spectre électromagnétique et bien en deçà de celles considérées comme nuisibles par l'ICNIRP.

"L'exposition que la 5G produira a été examinée en profondeur par l'ICNIRP, avec des restrictions bien en deçà du niveau le plus bas de fréquence radio liée à la 5G qui s'est avérée nocive", explique le professeur Croft.

L'OMS affirme que les expositions aux fréquences électromagnétiques inférieures aux limites recommandées dans les directives de l'ICNIRP ne semblent pas avoir de conséquence connue sur la santé.


Voir la vidéo: Ravintoaineet yläkoulu (Février 2023).