Рис. 13. Рабочая схема патогенеза пролиферативной диабетической ретинопатии
Таблица 3 Содержание изучаемых показателей в стекловидном теле пациентов обследованных групп (М ± m)
К сожалению, в Российской Федерации такого рода исследования проводятся в единичных научных учреждениях отдельными группами ученых, что, безусловно, тормозит развитие фундаментальных исследований в отечественной офтальмологии.
Учитывая данные научной литературы, изложенные в разделе о патогенезе ПДР, представляется значимым проведение сравнительного анализа полученных в исследовании результатов с данными литературы, оценить, как они встраиваются в схему механизмов развития диабетической ретинопатии.
На рисунке 13 представлена рабочая схема патогенеза пролиферативной диабетической ретинопатии, значимыми этапами которого являются развитие диффузной ретинальной гипоксии, усиление анаэробного метаболизма сетчатки, развитие местного ацидоза, микроангиопатий, венозного застоя с элементами глубокой гипоксии, что приводит к развитию неоангиогенеза и пролиферативных процессов.
В результате проведенных нами исследований был получен ряд новых данных (таблица 3), сопоставление которых с данными разных исследователей представляет несомненный интерес для понимания патогенеза пролиферативной диабетической ретинопатии.
В настоящем исследовании было прогнозируемо установлено достоверное (более чем 17-кратное) повышение в стекловидном теле пациентов с диабетической ретинопатией концентраций фактора роста эндотелия сосудов – биологически активной молекулы, которая является общепризнанным маркером, запускающим стимуляцию роста и пролиферацию эндотелиальных клеток, что приводит к неоангиогенезу [41, 60].
Учитывая, что во всех исследованиях, посвященных изучению молекулярно-клеточных механизмов развития ПДР, авторы тестируют повышение её содержания в биологических средах глаза [57, 141, 166, 198, 199], это позволяет считать нарастание её концентраций достоверным маркером наличия у пациентов пролиферативной диабетической ретинопатии.
В то же время, изменения содержания других, определяемых в настоящем исследовании, маркеров, отражающих активность иммуновоспалительного и пролиферативного процессов при ПДР, не являются такими однозначными и остаются дискутабельными.
Так, в нашей работе было установлено, что у обследованных пациентов основной группы определяется достоверное нарастание концентраций фактора роста пигментного эпителия – цитокина, обладающего антиангиогенными свойствами, способного тормозить миграцию и пролиферацию эндотелиальных клеток в стекловидном теле пациентов ПДР.
Данные, полученные в настоящем исследовании, совпадают с результатами, представленными Li S. с соавт. (2012) [114]. Однако многие авторы отмечают, что в стекловидном теле пациентов с ПДР происходит реципрокное снижение содержания PEDF и делают заключения о том, что уменьшение концентраций этого фактора, обладающего антиангиогенными свойствами, влияет на прогрессирование ПДР за счет нарушения баланса между ангиогенными и антиангиогенными факторами [125, 131, 134].
Можно предположить, что разнонаправленные данные по изменению концентраций PEDF в стекловидном теле пациентов с пролиферативной диабетической ретинопатией, выявленные в ряде исследований, вероятно, связаны с тем, что пациенты были обследованы на разных стадиях развития патологического процесса и с различной степенью сохранности компенсаторных механизмов.
Учитывая противовоспалительные и антиангиогенные свойства PEDF, установленное в настоящем исследовании повышение его концентрации в стекловидном теле пациентов с ПДР можно рассматривать как компенсаторное и направленное на подавление активности местного воспалительного процесса и сосудистой пролиферации. Данное заключение подтверждается установленными прямыми достоверными коррелятивными взаимосвязями между концентрациями PEDF и провоспалительного цитокина ИЛ-17A (r=0,48, p<0,05), PEDF и провоспалительного хемокина ИЛ-8 (r=0,58, p<0,05). Однако активация компенсаторной реакции является неэффективной, поскольку не приводит к угнетению локального воспаления и неоангиогенеза.
Несомненный интерес представляет сравнительная оценка полученных данных при определении трансформирующего фактора роста-β2, поскольку данные о его роли в патогенезе ПДР пока немногочисленны. Однако они заслуживают внимания, так как суперсемейство TGF-β обладает выраженной пролиферативной и противовоспалительной активностью, участвует во многих процессах, связанных с регуляцией иммунного реагирования клеточного роста и дифференцировки. В литературе имеются данные о том, что TGF-β2 способен влиять на синтез VEGF и сам обладает проангиогенной активностью [157].
В работе было показано достоверное нарастание концентраций TGF-β2 в стекловидном теле пациентов с ПДР, а также установлено, что если наибольший рост концентраций в относительных величинах был установлен для VEGF (более 17 раз), то в абсолютных величинах наибольший прирост концентраций был выявлен для трансформирующего фактора роста β2 (прирост его содержания в стекловидном теле при ПДР составил более 2000 пг/мл против 1450 пг/мл для фактора роста эндотелия сосудов).
Полученные в исследовании данные в целом совпадают с результатами, представленными в литературе, которые свидетельствуют о его высоких концентрациях в стекловидном теле у пациентов с ПДР. Однако авторы этих публикаций рассматривают повышение трансформирующего фактора роста β2 с тех позиций, что сигнальный каскад, запускающий синтез TGF-β в эндотелиальных клетках и перицитах, может служить основой утолщения базальных пластинок капилляров при диабетической ретинопатии [76, 125, 195].
И только в исследовании Loukovaara S. с соавт. (2013) были установлены взаимосвязи между уровнями ангиопоэтина-2 с VEGF и TGFβ и сделано заключение, что эти биологически активные молекулы могут совместно запускать ангиогенез в сетчатке. Кроме того, в публикации Klaassen I. с соавт. (2015) делается заключение, что фактор роста соединительной ткани способен индуцировать синтез фактора роста эндотелия сосудов и трансформирующий фактор роста-β, что приводит к усилению неоангиогенеза при ПДР [103, 119]..
Полученные в настоящем исследовании данные корреляционного анализа подтверждают выдвинутое предположение, так как была выявлена прямая достоверная коррелятивная взаимосвязь между концентрациями фактора роста VEGF и TGF-β2 (r=0,46, p<0,05), что может свидетельствовать о наличии сопряженности синтеза этих факторов роста, обладающих пролиферативной активностью, в механизмах развития ПДР и подтверждает предположение об участии в процессах неоангиогенеза у пациентов с изучаемым патологическим процессом. Косвенным подтверждением этого постулата является отсутствие коррелятивной взаимосвязи между этими показателями у пациентов группы сравнения (VEGF и TGF- β2, r=0,21, p>0,05).
Таким образом, предположение о том, что TGF-β является перспективной молекулой-мишенью для разработки новых биоинженерных препаратов при лечении ПДР за счет блокирования синтеза трансформирующего фактора роста β2 и соответственно неоангиогенеза, представляется обоснованным.
Поскольку целью настоящего исследования было изучение активности местного воспалительного процесса в механизмах развития ПДР, следующим этапом работы было определение цитокинов, обладающих про-, противовоспалительной и регуляторной активностью, в стекловидном теле пациентов обследованных групп.
Учитывая существующие литературные данные о значимости воспаления в патогенезе ПДР, представляло несомненный интерес изучение особенностей содержания ИЛ-17А в стекловидном теле пациентов с пролиферативной диабетической ретинопатией, что определяется свойствами этого интерлейкина стимулировать синтез целого пула провоспалительных цитокинов, а также малочисленностью публикаций, посвященных изучению его содержания при данной патологии [100, 162].
Анализ научной литературы позволил выявить наличие противоречивых данных, полученных авторами при его определении у пациентов с ПДР. Так, 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 ней у пациентов с сахарным диабетом II типа [38, 136]. В то же время в других публикациях выявлена высокая сывороточная концентрация ИЛ-17 и его взаимосвязь с содержанием VEGF, что позволяет авторам сделать заключение о его роли в патогенезе диабетической ретинопатии [80, 172].
Необходимо отметить, что определение ИЛ-17 в указанных исследованиях проводилось в сыворотке крови. Это вряд ли позволяет определенно связывать выявленные изменения именно с наличием у пациентов пролиферативной диабетической ретинопатии, поскольку на синтез ИЛ-17, вероятно, оказывает влияние наличие у пациентов сахарного диабета и хронических инфекционно-воспалительных заболеваний.
В настоящем исследовании было выявлено достоверное нарастание концентраций ИЛ-17А в стекловидном теле пациентов с ПДР, что позволяет сделать заключение о его участии в развитии каскада воспалительных реакций. Это нашло свое подтверждение при изучении других провоспалительных цитокинов, таких как ИЛ-6, ИЛ-8 и МСР-1 в стекловидном теле пациентов обследованных групп.
При оценке содержания ИЛ-6 – провоспалительного полипотентного цитокина, участвующего в хронизации воспалительного процесса и развитии аутоиммунного реагирования, и ИЛ-8 – цитокина, который является медиатором деструктивно-воспалительного процесса в местах повреждения, в стекловидном теле пациентов с ПДР было выявлено достоверное нарастание их концентрации.
Полученные результаты в целом совпадают с данными, представленными в научной литературе и свидетельствующими о повышении содержания ИЛ-6 при ПДР и его роли в механизмах её развития [78, 142, 182], а также о нарастании концентраций ИЛ-8 – хемокина, продуцируемого мононуклеарными фагоцитами, лейкоцитами, эндотелиальными клетками и др. в ответ на провоспалительные стимулы, в стекловидном теле пациентов с пролиферативной ретинопатией [114, 186, 213, 215].
Однако изучение содержания данных цитокинов не являлось самоцелью в настоящем исследовании, поскольку несомненный интерес представляло выяснение вопросов взаимосвязи между изучаемыми провоспалительными цитокинами в развитии местного воспалительного процесса и его взаимосвязь с факторами, влияющими на сосудистую пролиферацию в патогенезе ПДР.
Проведенный корреляционный анализ позволил сделать заключение, что в развитии местного воспалительного процесса происходит сопряженное нарастание концентраций цитокинов, обладающих провоспалительной активностью, что подтверждается наличием прямых достоверных коррелятивных взаимосвязей между содержанием ИЛ-17A и ИЛ-8 (r=0,59, p<0,05), а также между концентрациями моноцитарного хемотаксического белка-1 и ИЛ-8 (r=0,45, p<0,05).
Учитывая существующие в научной литературе данные, что при сахарном диабете, и соответственно, при пролиферативной диабетической ретинопатии, в условиях хронической гипергликемии и развивающейся гипоксии, в организме происходит увеличение активных форм кислорода и активация свободно-радикального окисления и перекисного окисления липидов [65, 99], можно предположить, что процессы свободно-радикального окисления способны нарушать функциональное состояние гематоретинального барьера и вызывать развитие местного воспалительно-деструктивного процесса. Указанное приведет к активации синтеза провоспалительного интерлейкина ИЛ-17А, способного вызвать развитие каскада воспалительных реакций и стимулировать синтез других провоспалительных цитокинов, таких как ФНО-α, ИЛ-1β, роль которых в патогенезе ПДР не вызывает сомнения [58, 118, 110, 149], а также таких провоспалительных цитокинов, как ИЛ-8, ИЛ-6, МСР-1.
В настоящее время в научной литературе активно дискутируется проблема взаимосвязи процессов воспаления, пролиферации и неоангиогенеза в механизмах развития ПДР.
Как показано выше, в настоящем исследовании были тестированы высокие концентрации фактора роста эндотелия сосудов и провоспали-тельных цитокинов в стекловидном теле пациентов с ПДР, а проведенный корреляционный анализ позволил выявить взаимозависимости между маркерами, отражающими активность местного воспалительного процесса и неоангиопролиферации (прямые достоверные коррелятивные взаимосвязи между концентрациями фактора роста эндотелия сосудов и провоспалительного цитокина ИЛ-17A (r=0,45, p<0,05), фактора роста эндотелия сосудов и провоспалительного цитокина ИЛ-8 (r=0,45, p<0,05)).
Таким образом, установленные в исследовании факты свидетельствуют о сопряженности воспалительного процесса и развития неоангиогенеза в механизмах развития ПДР и о триггерной роли местного воспалительного процесса в активации сосудистой пролиферации. Подтверждением данного заключения является отсутствие коррелятивной взаимосвязи между изучаемыми показателями у пациентов группы сравнения (VEGF и ИЛ-17А, r=0,2, p>0,05; VEGF и ИЛ-8, r=0,02, p>0,05).
Особого внимания, учитывая его полифункциональные свойства, требует анализ полученных в настоящем исследовании данных о содержании в стекловидном теле пациентов обследованных групп моноцитарного хемотаксического белка-1 (МСР-1), который является хемоаттрактантом для лимфоцитов, натуральных киллеров и других клеток иммунной системы, а также способен рекрутировать макрофаги в места развития воспалительного процесса.
В работе было установлено, что концентрация МСР-1 в стекловидном теле пациентов с ПДР была более чем в 2 раза выше его значений в стекловидном теле пациентов группы сравнения. Полученные данные в целом совпадают с данными других исследователей, представленными в научной литературе, в которых показано, что концентрации этого белка, обладающего выраженными провоспалительными свойствами, достоверно повышаются у пациентов с ПДР и делаются заключения о его взаимосвязях со многими провоспалительными цитокинами, и роли в механизмах развития изучаемого патологического процесса [63, 138, 215, 225].
Однако необходимо отметить, что в ряде исследований не было выявлено достоверных изменений концентраций МСР-1 или авторы не находили взаимосвязи между нарастанием концентраций этого цитокина с развитием ПДР, что оставляет поле для дискуссии об его роли в механизмах развития патологического процесса [53, 94, 80].
Таким образом, роль МСР-1 в патогенезе ПДР в настоящее время является не до конца изученной и требует дальнейших исследований. Тем более, это представляется не совсем логичным, поскольку еще на рубеже 21 века в ряде исследований было показано, что этот белок обладает прямой ангиогенной активностью, связанной с его способностью индуцировать хемотаксис человеческих эндотелиальных клеток, действуя как прямой медиатор ангиогенеза [72, 169].
Указанное позволяет предполагать, что в механизмах сосудистой пролиферации при ПДР, вероятно, существует несколько путей её активации, один из которых связан с повышенным синтезом MCP-1, что делает данный цитокин перспективной молекулой-мишенью для создания новых патогенетически обоснованных биоинженерных препаратов для лечения ПДР.
Не вызывает сомнения, что не только сахарный диабет I типа, но и сахарный диабет II типа обладает признаками аутоиммунного заболевания [85, 89, 205], однако в научной литературе практически отсутствуют данные об активации Т-хелпер-2 опосредованного иммунного реагирования при ПДР.
В ряде исследований авторы не определяют изменений содержания ИЛ-4, являющегося индуктором гуморального звена иммунной системы при ПДР, и делают заключение о том, что баланс цитокинов смещается в сторону продукции цитокинов, определяющих развитие иммунного реагирования по Т-хелпер-1 опосредованному пути [38, 50, 94].
Указанное определило интерес к изучению содержания ИЛ-4 в стекловидном теле при ПДР в настоящем исследовании, поскольку ИЛ-4 является цитокином, активирующим иммунное реагирование по Т-хелпер-2 опосредованному пути (гуморальное звено иммунной системы), мощным индуктором антителогенеза и значимым участником аутоиммунного реагирования.
В результате проведенного исследования были получены данные, отличающиеся от представленных в немногочисленных публикациях и свидетельствующие о достоверном нарастании концентраций ИЛ-4 в стекловидном теле пациентов с ПДР.
Полученные результаты можно рассматривать с нескольких позиций. Во-первых, как механизм активации гуморального иммунного реагирования, во-вторых, как компенсаторный механизм, направленный на снижение активности местного воспалительного процесса. Подтверждением заключения о развитии местного гуморального иммунного реагирования, вызванного повышенной продукцией ИЛ-4, способного активировать процессы антителогенеза, является установленное достоверное нарастание содержания секреторного иммуноглобулина-А (sIgA) в стекловидном теле пациентов с ПДР, выявленное в настоящем исследовании и свидетельствующее об усиленном синтезе антител, необходимых для связывания и выведения из циркуляции антигенов, появление которых обусловлено активностью местного деструктивно-воспалительного процесса.
Несомненный интерес представляло изучение изменений при ПДР содержания ИЛ-10 – цитокина, обладающего противовоспалительными и иммуносупрессорными свойствами, а также, по данным научной литературы, участвующего в регуляции синтеза VEGF, что связано с достаточно противоречивыми данными, полученными при его тестировании разными авторами.
В настоящем исследовании не было выявлено достоверного нарастания в стекловидном теле пациентов с пролиферативной диабетической ретинопатией ИЛ-10, что совпадает с результатами, представленными в ряде научных публикаций [53, 146, 225].
В то же время, в ряде исследований было показано достоверное повышение его концентрации в стекловидном теле пациентов с ПДР и была определена достоверная коррелятивная взаимосвязь между содержанием ИЛ-10 и VEGF, что позволило авторам сделать заключение о значимой роли противовоспалительных цитокинов в патогенезе диабетической ретинопатии [63, 120, 186, 187].
Такие разноречивые результаты могут быть связаны с тем, что исследования проводились в группах пациентов, находящихся на разных стадиях развития ПДР и с разной степенью истощения компенсаторных механизмов, направленных на снижение активности неоангиогенеза, и определяют необходимость дальнейшего углубленного изучения этого цитокина в механизмах развития данного заболевания.
Представленное заключение подтверждается тем фактом, что в настоящем исследовании, несмотря на отсутствие достоверных изменений концентраций ИЛ-10 в стекловидном теле пациентов с ПДР, были выявлены прямые достоверные коррелятивные взаимосвязи между концентрациями фактора роста эндотелия сосудов и ИЛ-10 (r=0,46, p<0,05) и между концентрациями TGF-β2 и ИЛ-10 (r=0,6, p<0,04). Указанные взаимосвязи, вероятно, могут служить подтверждением немногочисленных литературных данных, свидетельствующих о способности ИЛ-10 регулировать синтез этих двух факторов роста, обладающих ангиогенной активностью [120,187].
Важным представляется и тот факт, что наличие этих коррелятивных взаимосвязей характерно только для группы пациентов с ПДР и не определяются в группе сравнения (VEGF и ИЛ-10, r=0,02, p>0,05; TGF-β2 и ИЛ-10, r=0,27, p>0,05).
Проведенный анализ научной литературы, выбор оптимального биологического субстрата для исследований, а также адекватных для решения поставленных задач методов лабораторной диагностики позволили решить поставленную в исследовании цель и показать, что для патогенеза пролиферативной диабетической ретинопатии характерна активация местного воспалительного, пролиферативного процессов, неоангиогенеза и иммунного реагирования в их взаимосвязи. Однако многие аспекты патогенеза данной патологии остаются до конца не изученными, а вопросы поиска молекул-мишеней для создания патогенетически обоснованных биоинженерных препаратов для лечения патологического процесса являются актуальными.
