Vliv alkoholu na expresi genu pro BDNF v retině

Bc. Adam Saloň

Master's thesis

The influence of alcohol on BDNF expression in retina

Abstract:

Škodlivá konzumace alkoholu způsobuje každoročně celosvětově přibližně 3 miliony úmrtí, což je více než 5 % z celkového počtu úmrtí. Je příčinným faktorem v celé řadě chorob a chorobných stavů, jako je celá řada duševních poruch a poruch chování, cirhóza jater, rakoviny, kardiovaskulární choroby a mnoho dalších. Důležité je, že konzumace alkoholu vede také k vážným poruchám zraku. Mezi hlavní poruchy zraku, ve kterých alkohol hraje roli, patří katarakta, makulární degenerace související s věkem, diabetická retinopatie a glaukom. Obecně exprimovaný neuroprotektivní faktor zvaný BDNF je jednou z klíčových molekul pro prevenci škodlivého účinku alkoholu na nervovou tkáň. Změny v jeho hladině po konzumaci alkoholu jsou proto intenzivně studovány, avšak exprese jednotlivých variant BDNF v sítnici po chronické konzumaci alkoholu nebyla dosud odhalena. V této práci jsme optimalizovali metodiku qRT-PCR pro detekci a kvantifikaci specifických transkripčních variant BDNF v sítnici Mus musculus a následně sledovali, jak chronický alkohol ovlivňuje expresi těchto transkripčních variant. Transkripční varianty I, IIA, IIB, IIC, IV, VI a VIII byly detekovány v sítnici, přičemž exon I jasně převládal. U myší chronicky užívajících alkohol došlo k významnému zvýšení transkripce exonu I (p < 0,5) a exonu IIB (p < 0,01). Naše výsledky naznačují existenci mechanismů v sítnici vyvolaných chronickou konzumací alkoholu. Na základě přechozích studií se lze domnívat, že změna exprese BDNF v oční sítnici v důsledku chronického užívání alkoholu může hrát roli při ochraně sítnice před poškozením vyvolaným glutamátovou excitotoxicitou.

Abstract:

Harmful alcohol consumption leads to approximately 3 million deaths worldwide each year, which is over 5 % of total deaths. It is causative factor in plethora of disease and injury conditions, such as wide variety of mental and behavioural disorders, liver cirrhosis, cancers, cardiovascular diseases, and many others. Importantly, alcohol consumption lead also to serious disorders of vision. Major visual disturbances in which alcohol plays a role include cataracts, age-related macular degeneration, diabetic retinopathy, and glaucoma. Ubiquitously expressed neuroprotective factor called BDNF is one of the crucial molecules for preventing harmful effect of alcohol on neural tissue. Changes in its level following alcohol consumption are therefore intensively studied, however the expression of individual BDNF variants in the retina following chronic alcohol consumption was not revealed until now. In this work, we optimized the qRT-PCR methodology for detection and quantification of specific BDNF transcriptional variants in the retina of Mus musculus and subsequently monitored how chronic alcohol affected the expression of these transcriptional variants. Transcriptional variants I, IIA, IIB, IIC, IV, VI, and VIII were detected in the retina, with exon I clearly predominating. In mice chronically consuming alcohol, there was a significant increase in exon I (p <0.5) and exon IIB (p <0.01). Our results suggest the existence of mechanisms in the retina induced by chronic alcohol consumption. Based on previous studies, it is thought that altered BDNF expression in the retina due to chronic alcohol use may play a role in protecting the retina from damage caused by glutamate excitotoxicity.

Keywords

BDNF, retina, PCR, alcoholism, eye disorders

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 7. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 17. 9. 2020
• Supervisor: prof. RNDr. Omar Šerý, Ph.D.
• Reader: Prof. Nandu Goswami, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology