1.3. Роль цитокинов и факторов роста в патогенезе пролиферативной диабетической ретинопатии

    Учитывая изложенные выше данные, свидетельствующие о роли системного и местного воспаления в патогенезе пролиферативной диабетической ретинопатии, наибольшее количество публикаций в последние годы посвящено изучению роли провоспалительных биологически активных молекул. Значимый кластер исследований был связан с изучением содержания и экспрессии основного провоспалительного цитокина интерлейкин-1β (ИЛ-1β) и фактора некроза опухоли-α (ФНО-α) в сыворотке крови, различных биологических жидкостях и тканях органа зрения [24, 30, 45, 84, 105, 215].

    Так, еще в первых работах, посвященных изучению данной проблемы, было установлено достоверное повышение этих цитокинов и определено, что повышение ФНО-α в сыворотке крови может иметь диагностическую ценность при ПДР [219]. В дальнейшем было сделано заключение о наличии взаимосвязи между концентрациями VEGF и ФНО-α, ИЛ-1β в сыворотке крови, которые могут влиять на развитие и прогрессирование ПДР и коррелируют со степенью тяжести заболевания [108, 135].

    Авторами отмечается, что повышенные концентрации ИЛ-1β и ФНО-α тестируются не только в сыворотке крови, но и в стекловидном теле, что может играть важную роль в механизмах развития ПДР, оказывая влияние на аномальную клеточную пролиферацию и неоваскуляризацию [61].

    В исследованиях последних лет было показано, что ФНО-α и ИЛ-1β способны ослаблять миграцию эндотелия сетчатки и морфогенез капилляров. Указанные нарушения ассоциированы с повышением экспрессии индуцибельной NO-синтазы и продукцией общих нитратов и нитритов. Установлено, что инкубация эндотелиальных клеток сетчатки с ФНО-α и ИЛ-1β нарушает экспрессию кадгерина и других белков клеточных контактов, а также продукцию эндотелием остеопонтина, коллагена IV типа и др. Кроме того, ФНО-α играет важную роль в нарушении целостности гематоретинального барьера, возникновении ретинального лейкостаза и активации процессов апоптоза при ПДР. Значимыми представляются также данные исследований, свидетельствующие о том, что гипергликемия является триггером, а эндотелий сетчатки – источником гиперэкспрессии ИЛ-1β при ПДР, при этом ИЛ-1β поддерживает собственную повышенную экспрессию путем аутостимуляции клеток эндотелия и макроглии. Авторами делается заключение о том, что эти две биологически активные молекулы могут быть хорошей терапевтической мишенью для предотвращения нарушений гематоретинального барьера и прогрессирования ПДР [58, 87, 96, 110, 118, 149].

    Таким образом, провоспалительные цитокины ИЛ-1β и ФНО-α являются наиболее изученными при ПДР, а полученные в исследованиях данные не вызывают дискуссии.

    Однако представляет несомненный интерес изучение особенностей продукции ИЛ-17А – цитокина, секретируемого активированными T-клетками, способного стимулировать синтез целого пула провоспалительных цитокинов, включая ФНО-α и ИЛ-1β, молекул межклеточной адгезии и других биологически активных веществ [100, 162].

    Анализ достаточно немногочисленных публикаций, посвященных изучению содержания ИЛ-17, позволил сделать вывод, что в настоящее время идет набор первичного материала, и результаты исследований пока не дают возможности дать однозначный ответ о его роли в патогенезе ПДР.

    В ряде исследований показано отсутствие повышения концентраций ИЛ-17 в сыворотке крови при диабетической ретинопатии и делается заключение, что уровень ИЛ-17 в сыворотке крови был отрицательно ассоциирован с ДР у пациентов с сахарным диабетом II типа. В то же время, выявлены высокая сывороточная концентрация ИЛ-17 и его взаимосвязь с содержанием VEGF, что позволяет авторам сделать заключение о его роли в патогенезе диабетической ретинопатии [38, 80, 136, 172].

    Практически единственной работой, в которой показано повышенное содержание ИЛ-17А в стекловидном теле у пациентов с ПДР, является исследование Chernykh V.V. с соавт. (2015) [52].

    Таким образом, имеющиеся в литературе данные позволяют считать актуальными исследования, направленные на изучение ИЛ-17 при ПДР.

    При изучении роли и изменений содержания ИЛ-6 – провоспалительного, полипотентного цитокина, участвующего в регуляции аутоиммунного реагирования, в процессах антителообразования, способного регулировать синтез ряда провоспалительных цитокинов, высокие концентрации которого тестируются при воспалительных процессах различной этиологии, были получены данные, свидетельствующие о его роли в патогенезе ПДР [140]. Однако заключения, делающиеся авторами исследований, менее однозначные, чем при оценке роли ФНО-α и ИЛ-1β.

    Так, в 2006 году было показано, что при ПДР выявлен повышенный интравитреальный уровень ИЛ-6, который, по мнению авторов, отражает его повышенное интраокулярное образование. В то же время, проведенный корреляционный анализ не выявил какой-либо ассоциации между интравитреальным уровнем ИЛ-6 и возрастом пациента, длительностью сахарного диабета, проводившейся панретинальной лазеркоагуляцией, типом проводимой терапии и гипергликемией. Авторы исследования делают предположение, что провоспалительный интерлейкин-6 может играть роль в развитии диабетической ретинопатии [130].

    Практически аналогичные выводы были сделаны в исследовании Murugeswari P. с соавт. (2008), которые выявили повышенное содержание в стекловидном теле ряда провоспалительных цитокинов, включая ИЛ-6, у пациентов с ПДР и сделали заключение о необходимости дальнейших исследований для понимания взаимосвязи между VEGF и провоспалительными цитокинами [134].

    В ряде научных публикаций было показано, что у пациентов с ПДР толщина макулярной зоны и сетчатки, в целом, коррелировала с концентрацией ИЛ-6 и уровнем VEGF, что позволяет сделать авторам заключение о наличии в обследованной группе пациентов местного воспалительного процесса и о роли в нем ИЛ-6 [142, 175].

    В более поздних публикациях, представленных Sonoda S. с соавт. (2014), показана роль местного воспалительного процесса, связываемая авторами с повышенными интраокулярными концентрациями ИЛ-6, при отслойке сетчатки у пациентов с диабетическим макулярным отеком. Подтверждением данного постулата выступает наличие коррелятивной взаимосвязи между серозной отслойкой сетчатки и содержанием ИЛ-6 и отсутствие таких ассоциаций с другими изучаемыми цитокинами [182].

    В исследовании Gustavsson C. с соавт. (2013) были установлены повышенные концентрации ИЛ-6 и ряда других провоспалительных цитокинов в стекловидном теле у пациентов с ПДР, что позволило авторам сделать заключение, что интраокулярное воспаление, вероятно, участвует в патогенезе ПДР, но не выражено при непролиферативной стадии, а системное повышение провоспалительной активности у пациентов с сахарным диабетом связано с повышением концентрации ФНО-α в сыворотке крови [78].

    В то же время, в научной публикации Afzal N. с соавт. (2015) было показано наличие обратной коррелятивной взаимосвязи между сывороточной концентрацией ИЛ-6 и диабетической ретинопатией [38].

    Таким образом, данные о роли ИЛ-6 в патогенезе ПДР требуют дальнейшего изучения.

    Несомненный интерес представляет изучение при пролиферативной ретинопатии значимости изменений ИЛ-8 – хемокина, продуцируемого мононуклеарными фагоцитами, лейкоцитами, эндотелиальными клетками и др. в ответ на провоспалительные стимулы, такие как ИЛ-1 и ФНО-α, воздействие бактерий и вирусов и продуктов их метаболизма. Известно, что ИЛ-8 выступает в качестве хемоаттрактанта для нейтрофилов, макрофагов, лимфоцитов и др. Кроме того, ИЛ-8 способен усиливать адгезивные свойства нейтрофилов, увеличивает экспрессию интегринов. Свойства ИЛ-8 определяют его как участника воспалительной реакции в местах клеточной деструкции.

    Практически во всех исследованиях авторы отмечают повышенный уровень содержания ИЛ-8 в сыворотке крови, внутриглазной жидкости и стекловидном теле у пациентов с ПДР. Повышение уровня ИЛ-8 в сыворотке крови может представлять диагностическую ценность при ПДР и использоваться для оценки риска её прогрессирования [114].

    В ряде исследований показано достоверное нарастание концентраций этого интрелейкина в стекловидном теле пациентов с ПДР. Отмечается, что повышенный уровень ИЛ-8 в стекловидном теле может быть маркером ишемической воспалительной реакции и/или играть роль в ухудшении зрительных функций при прогрессировании ПДР, а высокие уровни моноцитарного хемотаксического белка (МСР-1) и ИЛ-8 при тяжелой непролиферативной дабетической ретинопатии свидетельствуют, что развитию неоваскуляри-зации при ПДР предшествуют воспалительные изменения [134, 142, 156, 186, 215].

    В серии исследований, представленных Wakabayashi Y. с соавт. (2010-2012), было показано, что ИЛ-8, повышенные концентрации определяются в стекловидном теле пациентов с ПДР, наряду с MCP-1, ИНФ-индуцируемым белком-10 и рядом других цитокинов, могут формировать сеть, взаимодействие в которой способно оказывать влияние на патогенез заболевания и, в частности, на неоангиогенез. Кроме того, автором также было показано достоверное повышение концентраций МСР-1 в стекловидном теле пациентов с ПДР и его взаимосвязь с уровнями VEGF, что позволяет авторам выдвинуть предположение о том, что взаимодействие этих цитокинов может приводить к усилению процессов неоангиогенеза через развитие воспаления [196-198].

    В последние годы исследователи уделяют повышенное внимание изучению МСР-1 у пациентов с ПДР. Практически во всех исследованиях показано, что концентрации этого белка, обладающего выраженными провоспалительными свойствами, достоверно повышаются у пациентов с ПДР в различных биологических субстратах. Делаются заключения о его взаимосвязях со многими провоспалительными цитокинами и роли в механизмах развития изучаемого патологического процесса [134, 138, 142, 186, 225].

    Однако в работе Hang H. с соавт. (2014), несмотря на повышение концентрации МСР-1 и разнонаправленные изменения других про-, противо- и регуляторных цитокинов, автор не находит взаимосвязей этого белка с развитием ПДР и делает заключение, что только ФНО-α может участвовать в механизмах развития и прогрессировании ПДР, являясь перспективным маркером для оценки прогноза заболевания, и может служить терапевтической мишенью при его лечении [80].

    В ряде исследований было показано, что во внутриглазной жидкости человека и в сетчатке мыши с экспериментальным диабетом не выявлено достоверного нарастания МСР-1. И в первом случае делается заключение, что только уровни VEGF и ИЛ-6 были существенно выше у пациентов с ПДР по сравнению с пациентами без диабетической ретинопатии, а во втором – констатирована достоверная экспрессия только ИЛ-2 и ИФН-γ, цитокинов, продуцируемых Т-хелперами I типа [53, 94].

    В то же время, практически все авторы рассматривают повышение содержания МСР-1 в стекловидном теле с точки зрения его провоспалительной активности, однако необходимо учитывать, что, по данным научной литературы, данный хемокин обладает прямой ангиогенной активностью, связанной с его способностью индуцировать хемотаксис человеческих эндотелиальных клеток, действуя как прямой медиатор ангиогенеза [72, 169].

    Таким образом, роль МСР-1 в патогенезе ПДР в настоящее время является не до конца изученной и требует дальнейших исследований.

    Исследования последних лет показали, что не только сахарный диабет I типа, но и сахарный диабет II типа обладает признаками аутоиммунного заболевания. Указанное должно определять интерес к изучению роли ИЛ-4 в механизмах развития диабетической ретинопатии, поскольку это противовоспалительный цитокин, активирующий иммунное реагирование по Т-хелпер-2 опосредованному пути (гуморальное звено иммунной системы), мощный индуктор антителогенеза и значимый участник аутоиммунного реагирования [85, 191, 205].

    Однако практически во всех исследованиях авторы не обнаруживают изменений содержания этого цитокина при ПДР и делают заключение о том, что их баланс смещается в сторону продукции цитокинов, определяющих развитие иммунного реагирования по Т-хелпер-1 опосредованному пути [50, 94, 117]. Только в работе Chernykh V. с соавт. (2015) было показано достоверное повышение ИЛ-4 в стекловидном теле пациентов с ПДР [52].

    Изучение роли ИЛ-4 в механизмах развития ПДР представляет интерес и с точки зрения его способности участвовать в развитии пролиферативных и фибропластических процессов [98, 158].

    Еще одним цитокином, изучение которого при ПДР вызывает несомненный интерес, является ИЛ-10 – цитокин, обладающий противовоспалительными и иммуносупрессорными свойствами, а также участвующий в регуляции синтеза VEGF.

    При оценке содержания ИЛ-10 были получены достаточно противоречивые данные. В ряде исследований было показано достоверное повышение его концентрации в стекловидном теле пациентов с диабетической ретинопатией и установлена выраженная достоверная коррелятивная взаимосвязь с содержанием VEGF, что позволило сделать автору заключение о значимой роли противовоспалительных цитокинов в патогенезе заболевания [186, 187].

    Аналогичные данные были получены еще в ряде исследований, в которых авторы показали наличие высоких концентрации ИЛ-10 при диабетической ретинопатии, а также установили, что уровни ИЛ-10 и ИЛ-12 имели обратную зависимость с тяжестью процесса [63, 120].

    В то же время, в исследованиях Ozturk B.T. (2009) было показано отсутствие значимых различий по уровню содержания ИЛ-10 в сыворотке крови у пациентов с диабетической ретинопатией, а Zhou J. (2012) показал отсутствие нарастания концентраций этого цитокина в стекловидном теле у пациентов с ПДР. В исследовании Cheung C.M. с соавт. (2012) было также показано, что концентрация ИЛ-10 в стекловидном теле у пациентов с диабетической ретинопатией была ниже, чем в группе сравнения [53, 146, 225]. Таким образом, требуется дальнейшее углубленное изучение этого значимого для механизмов развития ПДР цитокина.

    В научной литературе присутствуют сведения об изменениях многих цитокинов при ПДР [79, 149, 174 и др.], однако наиболее значимые были описаны выше.

    Как уже было сказано, единственный фактор роста, роль которого в патогенезе ПДР является доказанной, – это фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), повышенные концентрации которого в структурах органа зрения тестируются во всех исследованиях, посвященных изучению механизмов развития ПДР [57, 141, 166, 198, 199].

    Другим, активно изучаемым фактором роста, является фактор роста пигментного эпителия (PEDF), биологический ингибитор VEGF, обладающий выраженной антиангиогенной активностью за счет способности ингибировать миграцию и пролиферацию эндотелиальных клеток [131, 154, 211].

    В исследованиях, посвященных изучению PEDF в патогенезе диабетической ретинопатии, исследователи чаще всего находят, что в стекловидном теле пациентов с ПДР происходит повышение уровня VEGF с реципрокным снижением PEDF, показывают, что фактором, определяющим прогрессирование ПДР, является нарушение баланса между ангиогенными и антиангиогенными факторами, а среди последних наиболее важную роль играет фактор роста пигментного эпителия [123, 151, 177].

    Однако в ряде работ указывается, что нарастание концентраций PEDF у пациентов с ПДР, вероятно, можно было рассматривать как компенсаторное и направленное на снижение активности ангиогенеза [3, 114].

    Проведенный McAuley A.K. (2014) систематический мета-анализ биомаркеров в стекловидном теле при ПДР, и изучение путей молекулярного взаимодействия маркеров, устойчиво ассоциированных с диабетической ретинопатией, позволил идентифицировать PEDF как один из значимых биомаркеров и, потенциальную терапевтическую мишень, представляющую альтернативу анти-VEGF терапии [125].

    В заключение хотелось бы остановиться еще на одном семействе факторов роста, роль которых активно изучается в механизмах развития ПДР в последнее время.

    Суперсемейство TGF-β обладает выраженной пролиферативной и противовоспалительной активностью, участвует в процессах иммунного реагирования, клеточного роста и дифференцировки, апоптозе и др.

    В литературе имеются данные о том, что TGF-β2 способен влиять на синтез VEGF и сам обладает проангиогенной активностью [97, 157, 168].

    Исследования последних лет показали, что повышение содержания TGF-β в сыворотке крови может являться одним из факторов, влияющих на прогрессирование сосудистых осложнений у больных сахарным диабетом, тем более его высокие концентрации определяются в стекловидном теле у пациентов с ПДР. Делаются заключения, что сигнальный каскад, запускающий синтез TGF-β в эндотелиальных клетках и перицитах, может служить основой утолщения базальных пластинок капилляров при диабетической ретинопатии. Делается предположение, что блокирование синтеза TGF-β может быть использовано при разработке новых методов лечения данной патологии [76, 195, 226].

    В исследованиях Loukovaara S. с соавт. (2013) были установлены взаимосвязи между уровнями ангиопоэтина-2 с VEGF, эритропоэтином и TGF-β, и делается заключение, что эти биологически активные молекулы могут совместно запускать ангиогенез в сетчатке. Klaassen I. (2015) в свою очередь утверждает, что фактор роста соединительной ткани (CTGF) способен индуцировать синтез фактора роста эндотелия сосудов и трансформирующего фактора роста-β, что приводит к усилению неоангиогенеза при ПДР [103, 119].

    Однако необходимо отметить, что исследования в этой области продолжаются и однозначных выводов пока не сделано.

    Заключая данный раздел монографии, можно сделать ряд обобщений.

    1. Не вызывает сомнения высокая распространенность сахарного диабета и диабетической ретинопатии в России и мире. Авторы научных исследований, анализирующие ситуацию, отмечают прогрессивное нарастание частоты встречаемости указанных патологических процессов и высокий уровень медико-социальных потерь во всех регионах мира.

    2. Несмотря на достаточно длительное изучение механизмов развития диабетической ретинопатии, включая её пролиферативную форму, а также сформировавшийся в целом взгляд на основные этапы её патогенеза, многие ключевые особенности развития патологического процесса остаются недостаточно изученными.

    3. Современный этап развития офтальмологии характеризуется углубленным изучением патогенеза пролиферативной диабетической ретинопатии на клеточно-молекулярном уровне, что связано с необходимостью разработки новых подходов к ранней диагностике и патогенетически обоснованных методов лечения и профилактики.

    4. В настоящее время наибольший интерес ученых вызывает изучение роли, значимости и места про-, противо-, регуляторных цитокинов, хемокинов, различных факторов роста в их взаимосвязи в патогенезе пролиферативной диабетической ретинопатии. Несмотря на большое количество научных публикаций, посвященных изучению данной проблемы, она далека от своего окончательного решения, что делает актуальными дальнейшие исследования в этой области.

    Изложенное выше явилось инициирующим моментом для проведения исследований, направленных на изучение выраженности местного воспалительного и пролиферативного процесса и значимости в нем нарушений цитокиновой регуляции у пациентов с пролиферативной диабетической ретинопатией.