Application of molecular photochromic ion channel blockers to recover the visual function of a degenerated retina is one of the promising trends in photopharmacology. To this day, several photochromic azobenzene-based compounds have been proposed and their functionality has been demonstrated on cell lines and knockout mouse models. Further advance necessitates testing of the physiological activity of a great number of new compounds. The goal of this study is to propose animal models of photoreceptor degeneration that are easier to obtain than knockout mouse models but include the main features required for testing the physiological activity of molecular photoswitches. Two amphibian-based models were proposed. The first model was obtained by mechanical deletion of the photoreceptor outer segments. The second model was obtained by intraocular injection of tunicamycin to induce the degeneration of rods and cones. To test our models, we used 2-[(4-{(E)-[4-(acryloylaminophenyl]diazenyl}phenyl)amino]-N,N,N-triethyl-2-oxoethanammonium chloride (AAQ), one of the compounds that have been studied in other physiological models. The electroretinograms recorded from our models before and after AAQ treatment are in agreement with the results obtained on knockout mouse models and reported in other studies. Hence, the proposed models can be used for primary screening of molecular photochromic ion channel blockers.
Применение фотохромных блокаторов ионных каналов для восстановления зрительной функции дегенерированной сетчатки является одним из новых перспективных направлений оптофармакологии. На данный момент исследован ряд фотохромных лигандов на основе азобензола, их активность показана на клеточных линиях и на моделях с «нокаутными» мышами. Для дальнейшего развития этого направления необходимо изучение физиологического действия большого количества различных фотохромных блокаторов. Цель данной работы - предложить животную модель фоторецепторной дегенерации сетчатки, более простую для получения, чем нокаутные мыши, но при этом включающую основные эффекты, необходимые для тестирования физиологического действия молекулярных фотохромных соединений. Мы изучили две новые животные модели на основе амфибий и протестировали одно из наиболее исследованных в других физиологических моделях вещество - 2-[(4-{(E)-[4-акрилоиламинофенил]диазенил}фенил)амино]-N,N,N-триэтил-2-оксоэтанаммоний хлорид (AAQ). Первый подход заключается в механическом удалении наружных сегментов фоторецепторов. Второй предполагает индукцию процесса дегенерации палочек и колбочек внутриглазным введением антибиотика туникамицина. Данные о действии AAQ на электроретинограмму согласуются с результатами работ, в которых было показано, что это соединение способно придавать дегенерированной сетчатке светочувствительность в УФ-области спектра. Таким образом, предложенные нами модели могут быть использованы для первичного скрининга потенциальных кандидатов на восстановление зрительной функции сетчатки.