Значение структуры решетчатой мембраны склеры в диагностике и лечении глаукомы. Ремоделирование коллагена решетчатой мембраны и пути терапевтического воздействия на него

Закрыть метаданные

Рекомендуем статьи по данной теме:

Оптическая когерентная томография и оптическая когерентная томография-ангиография в определении прогрессирования глаукомы. Часть 1. Методы исследования, вариабельность показателей и роль возрастных изменений. Вестник офтальмологии. 2023;(1):122-128

Терапевтические возможности стимуляции репаративного нейрогенеза у пациентов с глаукомой, перенесших коронавирусную инфекцию. Вестник офтальмологии. 2023;(2):44-51

Оптическая когерентная томография и оптическая когерентная томография-ангиография в определении прогрессирования глаукомы. Часть 2. Клинико-функциональные корреляции, мониторинг на поздней стадии и ограничения метода. Вестник офтальмологии. 2023;(2):76-83

Влияние антиоксидантной терапии на некоторые патогенетические факторы первичной открытоугольной глаукомы. Вестник офтальмологии. 2023;(4):35-43

Влияние факоэмульсификации возрастной катаракты на уровень офтальмотонуса и параметры иридокорнеального угла при первичной открытоугольной глаукоме. Вестник офтальмологии. 2023;(6):60-68

Сравнение эффективности и безопасности применения противоглаукомных препаратов в терапии первичной открытоугольной глаукомы. Вестник офтальмологии. 2023;(6):101-108

Современные возможности ранней диагностики болезни Альцгеймера у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2023;(6):121-128

Особенности нейропсихологического статуса и результаты магнитно-резонансной морфометрии у пациентов с болезнью Альцгеймера и глаукомой. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2023;(9):43-51

Решетчатая мембрана склеры (РМС) и перипапиллярная склера (ppScl) повреждаются одними из первых при повышении внутриглазного давления и начальной стадии глаукомы. Изменения этих структур происходят на молекулярном и клеточном уровнях. Экстрацеллюлярный матрикс (ЭЦМ) представляет собой основу соединительной ткани, он обеспечивает механическую поддержку клеток, межклеточные взаимодействия и транспорт химических веществ, в том числе в РМС и ppScl. При механическом стрессе происходят ремоделирование и дезорганизация ЭЦМ, что ведет к изменению структуры самой ткани, увеличению ее жесткости и снижению эластичности. Учитывая молекулярные и клеточные механизмы повреждения РМС и ppScl, разными авторами разработаны различные варианты стратегии и тактики терапевтического воздействия на данные структуры, способствующие снижению секреции ЭЦМ и, как следствие, приостановке их ремоделирования. Указанные направления в перспективе могут составить основу лечения глаукомной оптиконейропатии.

Ключевые слова:

первичная открытоугольная глаукома

решетчатая мембрана склеры

экстрацеллюлярный матрикс

ремоделирование

лечение глаукомы

латанопрост

Авторы:

Курышева Н.И.

Медико-биологический университет инноваций и непрерывного образования ФГБУ ГНЦ РФ «Федеральный биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России;
ФМБА России, ФГБУ ГНЦ РФ «ФМБЦ им. А.И. Бурназяна» ФМБА России;
АПО ФГБУ «ФНКЦ ФМБА» России

Ким В.Ю.

ORCID: 0000-0001-7861-5863

Ким В.Е.

ORCID: 0000-0002-8400-2817

Плиева Х.М.

ORCID: 0009-0004-9171-1955

Дата поступления:

21.03.2023

Дата принятия в печать:

03.07.2023

Список литературы:

Glidai Y, Lucy KA, Schuman JS, et al. Microstructural Deformations Within the Depth of the Lamina Cribrosa in Response to Acute In Vivo Intraocular Pressure Modulation. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2022;63(5):25. https://doi.org/10.1167/iovs.63.5.25
Hernandez MR, Andrzejewska WM, Neufeld AH. Changes in the extracellular matrix of the human optic nerve head in primary open-angle glaucoma. Am J Ophthalmol. 1990;109(2):180-188. https://doi.org/10.1016/s0002-9394(14)75984-7
Hernandez MR. Ultrastructural immunocytochemical analysis of elastin in the human lamina cribrosa. Changes in elastic fibers in primary open-angle glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1992;33(10):2891-2903.
Sawaguchi S, Yue BY, Fukuchi T, et al. Collagen fibrillar network in the optic nerve head of normal monkey eyes and monkey eyes with laser-induced glaucoma — a scanning electron microscopic study. Curr Eye Res. 1999; 18(2):143-149. https://doi.org/10.1076/ceyr.18.2.143.5385
Lee SH, Kim TW, Lee EJ, Girard MJA, Mari JM. Focal lamina cribrosa defects are not associated with steep lamina cribrosa curvature but with choroidal microvascular dropout. Sci Rep. 2020;10(1):6761. Published 2020 Apr 21. https://doi.org/10.1038/s41598-020-63681-6
Quigley HA. The contribution of the sclera and lamina cribrosa to the pathogenesis of glaucoma: Diagnostic and treatment implications. Prog Brain Res. 2015;220:59-86. https://doi.org/10.1016/bs.pbr.2015.04.003
Fazio MA, Grytz R, Morris JS, et al. Age-related changes in human peripapillary scleral strain. Biomech Model Mechanobiol. 2014;13(3):551-563. https://doi.org/10.1007/s10237-013-0517-9
Quigley HA, Dorman-Pease ME, Brown AE. Quantitative study of collagen and elastin of the optic nerve head and sclera in human and experimental monkey glaucoma. Curr Eye Res. 1991;10(9):877-888. https://doi.org/10.3109/02713689109013884
Fukuchi T, Sawaguchi S, Hara H, Shirakashi M, Iwata K. Extracellular matrix changes of the optic nerve lamina cribrosa in monkey eyes with experimentally chronic glaucoma. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 1992;230(5): 421-427. https://doi.org/10.1007/BF00175926
Waxman S, Brazile BL, Yang B, et al. Lamina cribrosa vessel and collagen beam networks are distinct. Exp Eye Res. 2022;215:108916. https://doi.org/10.1016/j.exer.2021.108916
Prendes MA, Harris A, Wirostko BM, Gerber AL, Siesky B. The role of transforming growth factor β in glaucoma and the therapeutic implications. Br J Ophthalmol. 2013;97(6):680-686. https://doi.org/10.1136/bjophthalmol-2011-301132
Zode GS, Sethi A, Brun-Zinkernagel AM, Chang IF, Clark AF, Wordinger RJ. Transforming growth factor-β2 increases extracellular matrix proteins in optic nerve head cells via activation of the Smad signaling pathway. Mol Vis. 2011;17:1745-1758.
Kirwan RP, Crean JK, Fenerty CH, Clark AF, O’Brien CJ. Effect of cyclical mechanical stretch and exogenous transforming growth factor-beta1 on matrix metalloproteinase-2 activity in lamina cribrosa cells from the human optic nerve head. J Glaucoma. 2004;13(4):327-334. https://doi.org/10.1097/00061198-200408000-00011
Kirwan RP, Fenerty CH, Crean J, Wordinger RJ, Clark AF, O’Brien CJ. Influence of cyclical mechanical strain on extracellular matrix gene expression in human lamina cribrosa cells in vitro. Mol Vis. 2005;11:798-810. Published 2005 Sep 23.
Kirwan RP, Leonard MO, Murphy M, Clark AF, O’Brien CJ. Transforming growth factor-beta-regulated gene transcription and protein expression in human GFAP-negative lamina cribrosa cells. Glia. 2005;52(4):309-324. https://doi.org/10.1002/glia.20247
Shelton L, Rada JS. Effects of cyclic mechanical stretch on extracellular matrix synthesis by human scleral fibroblasts. Exp Eye Res. 2007;84(2):314-322. https://doi.org/10.1016/j.exer.2006.10.004
Wallace DM, Clark AF, Lipson KE, Andrews D, Crean JK, O’Brien CJ. Anti-connective tissue growth factor antibody treatment reduces extracellular matrix production in trabecular meshwork and lamina cribrosa cells. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(13):7836-7848. https://doi.org/10.1167/iovs.13-12494
Yang H, Williams G, Downs JC, et al. Posterior (outward) migration of the lamina cribrosa and early cupping in monkey experimental glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52(10):7109-7121. Published 2011 Sep 9. https://doi.org/10.1167/iovs.11-7448
Yang H, Thompson H, Roberts MD, Sigal IA, Downs JC, Burgoyne CF. Deformation of the early glaucomatous monkey optic nerve head connective tissue after acute IOP elevation in 3-D histomorphometric reconstructions. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52(1):345-363. Published 2011 Jan 21. https://doi.org/10.1167/iovs.09-5122
Kirwan RP, Felice L, Clark AF, O’Brien CJ, Leonard MO. Hypoxia regulated gene transcription in human optic nerve lamina cribrosa cells in culture. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012;53(4):2243-2255. Published 2012 Apr 24. https://doi.org/10.1167/iovs.11-6729
Tezel G, Wax MB. Hypoxia-inducible factor 1alpha in the glaucomatous retina and optic nerve head. Arch Ophthalmol. 2004;122(9):1348-1356. https://doi.org/10.1001/archopht.122.9.1348
McElnea EM, Quill B, Docherty NG, et al. Oxidative stress, mitochondrial dysfunction and calcium overload in human lamina cribrosa cells from glaucoma donors. Mol Vis. 2011;17:1182-1191.
Cone-Kimball E, Nguyen C, Oglesby EN, Pease ME, Steinhart MR, Quigley HA. Scleral structural alterations associated with chronic experimental intraocular pressure elevation in mice. Mol Vis. 2013;19:2023-2039.
Hinz B, Phan SH, Thannickal VJ, Galli A, Bochaton-Piallat ML, Gabbiani G. The myofibroblast: one function, multiple origins. Am J Pathol. 2007; 170(6):1807-1816. https://doi.org/10.2353/ajpath.2007.070112
Hinz B, Phan SH, Thannickal VJ, et al. Recent developments in myofibroblast biology: paradigms for connective tissue remodeling. Am J Pathol. 2012;180(4):1340-1355. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2012.02.004
Hinz B. Myofibroblasts. Exp Eye Res. 2016;142:56-70. https://doi.org/10.1016/j.exer.2015.07.009
Oglesby EN, Tezel G, Cone-Kimball E, et al. Scleral fibroblast response to experimental glaucoma in mice. Mol Vis. 2016;22:82-99. Published 2016 Jan 29.
Cui W, Bryant MR, Sweet PM, McDonnell PJ. Changes in gene expression in response to mechanical strain in human scleral fibroblasts. Exp Eye Res. 2004;78(2):275-284. https://doi.org/10.1016/j.exer.2003.10.007
Ehanire T, Ren L, Bond J, et al. Angiotensin II stimulates canonical TGF-β signaling pathway through angiotensin type 1 receptor to induce granulation tissue contraction. J Mol Med (Berl). 2015;93(3):289-302. https://doi.org/10.1007/s00109-014-1211-9
Quigley HA, Pitha IF, Welsbie DS, et al. Losartan Treatment Protects Retinal Ganglion Cells and Alters Scleral Remodeling in Experimental Glaucoma. PLoS One. 2015;10(10):e0141137. Published 2015Oct27. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0141137
Arfaee F, Armin A. A comparison between the effect of topical tafluprost and latanoprost on intraocular pressure in healthy male guinea pigs. J Exotic Pet Med. 2021;39:91-95. https://doi.org/10.1053/j.jepm.2021.08.019.
Mehran NA, Sinha S, Razeghinejad R. New glaucoma medications: latanoprostene bunod, netarsudil, and fixed combination netarsudil-latanoprost. Eye (Lond). 2020;34(1):72-88. https://doi.org/10.1038/s41433-019-0671-0
Millar JC, Clark AF, Pang IH. Assessment of aqueous humor dynamics in the mouse by a novel method of constant-flow infusion. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52(2):685-694. Published 2011 Feb 3. https://doi.org/10.1167/iovs.10-6069
Schnichels S, Hurst J, de Vries JW, et al. Improved Treatment Options for Glaucoma with Brimonidine-Loaded Lipid DNA Nanoparticles. ACS Appl Mater Interfaces. 2021;13(8):9445-9456. https://doi.org/10.1021/acsami.0c18626
Li T, Wang Y, Chen J, et al. Co-delivery of brinzolamide and miRNA-124 by biodegradable nanoparticles as a strategy for glaucoma therapy. Drug Deliv. 2020;27(1):410-421. https://doi.org/10.1080/10717544.2020.1731861
Kitaoka Y, Sase K, Tsukahara C, et al. Axonal Protection by Netarsudil, a ROCK Inhibitor, Is Linked to an AMPK-Autophagy Pathway in TNF-Induced Optic Nerve Degeneration. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2022;63(1):4. https://doi.org/10.1167/iovs.63.1.4
Spitzer MS, Sat M, Schramm C, et al. Biocompatibility and antifibrotic effect of UV-cross-linked hyaluronate as a release-system for tranilast after trabeculectomy in a rabbit model — A pilot study. Curr Eye Res. 2012;37:463-470. https://doi.org/10.3109/02713683.2012.658593
Pfeiffer N, Voykov B, Renieri G, et al. First-in-human phase I study of ISTH0036, an antisense oligonucleotide selectively targeting transforming growth factor beta 2 (TGF-β2), in subjects with open-angle glaucoma undergoing glaucoma filtration surgery. PLoS One. 2017;12(11):e0188899. Published 2017 Nov 30. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188899
CAT-152 0102 Trabeculectomy Study Group; Khaw P, Grehn F, et al. A phase III study of subconjunctival human anti-transforming growth factor beta(2) monoclonal antibody (CAT-152) to prevent scarring after first-time trabeculectomy. Ophthalmology. 2007;114(10):1822-1830. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2007.03.050
Shan SW, Do CW, Lam TC, Li HL, Stamer WD, To CH. Thrombospondin-1 mediates Rho-kinase inhibitor-induced increase in outflow-facility. J Cell Physiol. 2021;236(12):8226-8238. https://doi.org/10.1002/jcp.30492
Chen WS, Cao Z, Krishnan C, Panjwani N. Verteporfin without light stimulation inhibits YAP activation in trabecular meshwork cells: Implications for glaucoma treatment. Biochem Biophys Res Commun. 2015;466(2):221-225. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2015.09.012
Song XY, Chen YY, Liu WT, et al. Atorvastatin reduces IOP in ocular hypertension in vivo and suppresses ECM in trabecular meshwork perhaps via FGD4. Int J Mol Med. 2022;49(6):76. https://doi.org/10.3892/ijmm.2022.5132
Agarwal R, Krasilnikova A, Mohamed SNL. Topical losartan reduces IOP by altering TM morphology in rats with steroid-induced ocular hypertension. Indian J. Physiol. 2018;62:238-248.
Tribble JR, Williams PA, Caterson B, Sengpiel F, Morgan JE. Digestion of the glycosaminoglycan extracellular matrix by chondroitinase ABC supports retinal ganglion cell dendritic preservation in a rodent model of experimental glaucoma. Mol Brain. 2018;11(1):69. Published 2018 Nov 21. https://doi.org/10.1186/s13041-018-0412-5
Chow A, McCrea L, Kimball E, Schaub J, Quigley H, Pitha I. Dasatinib inhibits peripapillary scleral myofibroblast differentiation. Exp Eye Res. 2020; 194:107999. https://doi.org/10.1016/j.exer.2020.107999
Strickland RG, Garner MA, Gross AK, Girkin CA. Remodeling of the Lamina Cribrosa: Mechanisms and Potential Therapeutic Approaches for Glaucoma. Int J Mol Sci. 2022;23(15):8068. Published 2022 Jul 22. https://doi.org/10.3390/ijms23158068
Nilsson SF, Samuelsson M, Bill A, Stjernschantz J. Increased uveoscleral outflow as a possible mechanism of ocular hypotension caused by prostaglandin F2 alpha-1-isopropylester in the cynomolgus monkey. Exp Eye Res. 1989;48(5):707-716. https://doi.org/10.1016/0014-4835(89)90011-0
Weinreb RN, Lindsey JD. Metalloproteinase gene transcription in human ciliary muscle cells with latanoprost. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2002;43(3): 716-722.
Sagara T, Gaton DD, Lindsey JD, Gabelt B’AT, Kaufman PL, Weinreb RN. Topical prostaglandin F2 α treatment reduces collagen types I, III, and IV in the monkey uveoscleral outflow pathway. Arch Ophthalmol. 1999;117:794-801. https://doi.org/10.1001/archopht.117.6.794
Konstas AG, Mantziris DA, Stewart WC. Diurnal intraocular pressure in untreated exfoliation and primary open-angle glaucoma. Arch Ophthalmol. 1997;115(2):182-185. https://doi.org/10.1001/archopht.1997.01100150184006
Ritch R, Schlötzer-Schrehardt U, Konstas AG. Why is glaucoma associated with exfoliation syndrome? Prog Retin Eye Res. 2003;22(3):253-275. https://doi.org/10.1016/s1350-9462(02)00014-9
Won HJ, Sung KR, Shin JW, Jo YH, Song MK. Comparison of Lamina Cribrosa Curvature in Pseudoexfoliation and Primary Open-Angle Glaucoma. Am J Ophthalmol. 2021;223:1-8. https://doi.org/10.1016/j.ajo.2020.09.028
Kim S, Sung KR, Lee JR, Lee KS. Evaluation of lamina cribrosa in pseudoexfoliation syndrome using spectral-domain optical coherence tomography enhanced depth imaging. Ophthalmology. 2013;120(9):1798-1803. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2013.02.015
Ersöz MG, Kunak Mart D, Hazar L, Ayıntap E, Botan Güneş İ, Konya HÖ. Evaluation of Prelaminar Region and Lamina Cribrosa with Enhanced Depth Imaging Optical Coherence Tomography in Pseudoexfoliation Glaucoma. Turk J Ophthalmol. 2018;48(3):109-114. https://doi.org/10.4274/tjo.05882
Moghimi S, Nekoozadeh S, Motamed-Gorji N, et al. Lamina Cribrosa and Choroid Features and Their Relationship to Stage of Pseudoexfoliation Glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018;59(13):5355-5365. https://doi.org/10.1167/iovs.18-25035
Konstas AG, Koliakos GG, Karabatsas CH, et al. Latanoprost therapy reduces the levels of TGF beta 1 and gelatinases in the aqueous humour of patients with exfoliative glaucoma. Exp Eye Res. 2006;82(2):319-322. https://doi.org/10.1016/j.exer.2005.07.004
Курышева Н.И. Новые возможности и перспективы использования латанопроста (Ксалатан, Pfizer, США) в лечении псевдоэксфолиативной глаукомы. Офтальмологические ведомости. 2013;6(1):61-65. https://doi.org/10.17816/ov2013161-65
Konstas A, Kozobolis V. Efficacy and safety of latanoprost versus travaprost in exfoliative glaucoma patients. Ophthalmology. 2007;114(4):653-657. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2006.07.064
Vanrell RH. Novel drug delivery systems for the treatment of glaucoma. Acta Ophthalmol. 2022;100. https://doi.org/10.1111/j.1755-3768.2022.15606
Lingor P, Tönges L, Pieper N, et al. ROCK inhibition and CNTF interact on intrinsic signalling pathways and differentially regulate survival and regeneration in retinal ganglion cells. Brain. 2008;131(Pt 1):250-263. https://doi.org/10.1093/brain/awm284

Закрыть метаданные