Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Патобиология заживления ран после операции фильтрации глаукомы

Pathobiology of wound healing after glaucoma filtration surgery
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4895697/

Конъюнктивальный и субконъюнктивальный фиброгенез и воспаление представляют собой компрометирующие побочные эффекты, которые могут возникнуть после операции фильтрации глаукомы. Несмотря на начальное снижение внутриглазного давления, связанного с увеличением водного оттока, один из активированных ответов включает в себя сортировку входа медиатора провоспалительного и профиброгенного цитокинов в воду через окно склеростомии и их высвобождение локальными клетками, а также инфильтрирующие активированные иммунные клетки. Эти изменения вызывают дисрегулярное воспаление, отек и ремоделирование внеклеточного матрикса, которые закрывают средство оттока. Применяется ряд терапевтических подходов для компенсации снижения объема оттока, поскольку действующая процедура ингибирования фиброза либо инъекцией митомицина C (MMC), либо 5-фторурацила (5-FU) является неселективной. Одна из них влечет за собой разработку новой стратегии снижения фиброза, вызванной ответами на заживление ран, включая трансдифференцирование миофибробластов и ремоделирование внеклеточного матрикса в тканях, окружающих хирургически созданные шунты. Успех этого начинания основан на хорошем понимании патобиологии, вызванной конъюнктивальной раной. В этом обзоре мы обсудим роли неадекватно активированного фактора роста и цитокиновых рецепторов, связывающих сигнальные каскады, индуцирующие фиброз / рубцевание конъюнктивы во время заживления ран после глаукомы. Такая проницательность может идентифицировать целевые объекты лекарственного средства для блокирования фиброгенной сигнализации и чрезмерного фиброза, что уменьшает рост оттока в результате операции фильтрации глаукомы.

По оценкам, в 2010 году во всем мире насчитывалось более 60,5 миллионов человек с глаукомой, и ожидается, что к 2020 году это число возрастет до 79,6 миллиона [1]. Глаукома постоянно повреждает оптические нейроны, что приводит к снижению поля зрения и, наконец, потенциально вызывает слепоту у пациентов, которые нельзя лечить должным образом. Снижение внутриглазного давления является единственной эффективной терапией для предотвращения нарушений зрения и слепоты у лиц с гипертонической болезнью и нормотензивным [2-4]. Обычно первый терапевтический подход включает использование местных агентов, которые уменьшают производство водянистой влаги или способствуют оттоку. Существует множество различных вариантов, некоторые из которых направлены на подавление активности рецепторов, регулирующих приток и отток водного юмора. Если эффекты снижения давления этих агентов недостаточны, предлагается хирургическое вмешательство, то есть лазерная обработка или фильтровальная хирургия [5]. Операция на шунтирующем шунтировании была впервые разрешена и начала выполняться в Японии в 2012 году [6]. Однако в Японии и в некоторых других странах трабекулэктомия все же выполняется, чем шунт трубки. Тем не менее, в Европе и США шунт трубки теперь является стандартной хирургической процедурой для лечения глаукомы [7]. В любом случае фиброзные и воспалительные процессы в обеих процедурах в основном одинаковы. С фильтрацией хирургии создается склеральный фистул для увеличения дренирования жидкости из водной юморы. Эта дренированная жидкость накапливается под конъюнкцией, создавая фильтрующий пузырь. Фиброз ткани, полученный в результате чрезмерно возбужденного ответа на заживление ран, может ухудшить формирование фильтрующего пузырька и уменьшить отток водного юмора, что приведет к отмене начального снижения внутриглазного давления. Мы имеем дело с патобиологическими субконъюнктивальными реакциями заживления ран, вызванными хирургией фильтрации глаукомы, которые влияют на продолжительность эффекта снижения давления этой процедуры. Другим фактором, который мы рассматриваем, является вклад, сделанный различными типами конъюнктивальных ответов на травмы, которые компенсируют снижение ВПД, достигаемое этой процедурой.

Патофизиологические механизмы, активируемые травмой, вызывающей фиброз тканей, одинаковы во всех несердечных тканях и органах человеческого тела. Например, вызванное повреждением роговицы и конъюнктивальное фиброзное развитие отражают сиквел, происходящий в коже. В этих тканях проходят эпителиальные и мезенхимальные клетки во время, заживления ран и динамических изменений. Их воздействие на воспалительную среду способствует фенотипическим изменениям, приводящим к увеличению пролиферации и миграции и ремоделированию тканей. Воспаление происходит на ранней стадии заживления ран и связано с активацией иммунных клеток нейтрофилов и макрофагов, заставляя их разрабатывать провоспалительные цитокины и хемокины и проникать в рану. Глазные стромальные клетки обычно находятся в состоянии покоя, но они активируются при ране различными провоспалительными цитокинами, высвобождаемыми инфильтрирующими воспалительными клетками. Например, высвобождение TGF-β индуцирует активацию мезенхимальной клетки и фибробластов, что приводит к их последующему вхождению в клеточный цикл, мигрированию и трансформации в миофибробласты. Эти трансформированные клетки разрабатывают множество медиаторов, которые деградируют внеклеточный матрикс (ECM) и компоненты, которые часто не могут восстановить свою первоначальную организацию. Ремоделирование ECM объясняется чрезмерным накоплением компонентов матрицы, состоящих из взаимоблокирующей сетки коллагена с другими компонентами ECM, такими как протеогликаны и гликозаминогликаны (GAG), которые являются одним из его компонентов боковой цепи. Характерным для этого процесса ремоделирования является грануляция тканей, сопровождающаяся притоком воспалительных клеток, неоваскуляризацией и измененной сосудистой проницаемостью

Myofibroblasts разрабатывают сократительные белки, сократительная сила которых также способствует реорганизации ECM и утрате функциональности тканей. Они получают через TGF-β-активированные мезенхимальные клетки, то есть субконъюнктивальные фибробласты, трансдифференцированные в месте повреждения ткани. Неясно, внесли ли фиброциты, полученные из костного мозга, значительный вклад в ремоделирование тканей. Эпителиальные или эндотелиальные клетки также могут дедифференцироваться и превращаться в фенотип миофибробластов после травмы [8], указывая на наличие нескольких потенциальных источников миофибробластов. При поражении фиброза / рубца стойкое воспаление и образование миофибробластов должны быть подавлены, чтобы обеспечить нормальное восстановление функции ткани [9, 10]

Фигура конъюнктивы / образование рубца во время заживления ран, вызванная глазной хирургией, уменьшает водную фильтрацию в хирургически обработанном глаукоматозном глазу (обсуждается ниже) и сжимает конъюнктивальный мешок во время заживления после различных глазных операций. Например, в последнем случае потеря гибкости конъюнктивы за счет фиброза препятствует восстановлению поверхности раны, что делает ткань уязвимой к микробной инфекции.

В настоящее время снижение внутриглазного давления является единственным доказательным методом лечения глаукомы [2, 3]. У пациентов с глаукомой, безуспешно лечившихся препаратами глаукомы, проводится фильтрационная хирургия с целью снижения внутриглазного давления. Трабекулэктомия является золотым стандартом для хирургии фильтрации глаукомы. Хотя эта процедура была впервые введена в 1960-х годах Кэрн, она по-прежнему является обычной хирургической процедурой в Японии и в некоторых других странах [5]. Фильтрационная хирургия с помощью склеральной хирургической фистулярной имплантации представляет собой процедуру дренажа, которая отводит внутриглазную водную жидкость юмора под конъюнктиву. Образование блеба в конъюнктиве свидетельствует об успешной процедуре. Если фистула остается на месте, ожидается благоприятный прогноз, предполагая, что фистула остается патентной, и сохраняется рабочее фильтрующее пятно. Другими словами, хирургический результат зависит от достаточности фильтрации через склеростомию, которая нечувствительна к различиям в реакции заживления конъюнктивальной раны, вызванной хирургическим вмешательством. Тем не менее, фиброз конъюнктивы / образование рубцов часто нарушает водосодержание дренажа в пузырь, что является нежелательным осложнением после фильтрации.

Еще одна проблема, заключающаяся в том, что управление глаукомой несколько проблематично, заключается в том, что общепринятый класс лекарств, аналоги простагландинов, может индуцировать воспаление путем активизации экспрессии гена провоспалительных цитокинов, хотя они стабильно снижают внутриглазное давление [11, 12]. Существует несколько сообщений, описывающих обратную корреляцию между субклиническим воспалением и исходом фильтрации. Однако пока неясно, существует ли такая связь между воспалением конъюнктивы и прогнозом хирургии [13, 14]. Субклиническое воспаление может быть нежелательным для заживления ран, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, существует ли связь между другими типами препаратов для лечения глаукомы, продолжительностью дозы и воспалением глаз.

Вариации в отношении водного юмора TGF-β2 между его активными и неактивными формами постулируются для модуляции фильтрующего пузыря и фиброзных реакций, вызванных локальными фибробластами [15]. Увеличение отношения этого фактора роста происходит в тканях, скомпрометированных при травме. Hu et al. сообщили, что уровни VEGF в водном юморе увеличиваются у пациентов с неоваскулярной и первичной открытоугольной глаукомой [16]. Park et al. сообщил, что VEGF индуцирует TGF-β1 повышаться в субконъюнктивальной рубцовой ткани после трабекулэктомии и предположил, что увеличение VEGF может стимулировать сигнальный путь TGF-β1 / Smad / Snail, приводящий к трансформации миофибробластов [17]. TGF-β1 и β2 способны стимулировать трансдифференцировку фибробластов-миофибробластов и ремоделирование ECM (см. Ниже). Sawada et al. сообщили, что у пациентов с глаукомой были более высокие уровни фактора некроза опухоли-α (TNF-α), чем при нормальных контролях [18]. TNF-α является одним из основных провоспалительных факторов роста, кроме провоспалительных интерлейкинов (IL). Например, уровни IL-6 и IL-8 значительно повышаются у пациентов с глаукомой [19, 20].

Следует отметить, что увеличение фактора, вызванного эпителиальной клеткой линзы, также влияет на реакцию заживления ран в фильтровальной ткани. Такой эффект наблюдался после того, как трабекулэктомия была выполнена в одном глазу после приема имплантата внутриглазной линзы. Экстрагирование факоэмульсификацией эпителиальных клеток катарактальной линзы регулирует уровень макрофага-хемоаттрактантного белка-1 (MCP-1) в водной юморе [21]. MCP-1 индуцирует инфильтрацию макрофагов в местную ткань, что ведет к росту провоспалительных и фиброзных факторов роста. Инфильтрация моноцитов и макрофагов также вносит важный вклад в фиброз тканей [22]. Активированные макрофаги в поврежденной ткани продуцируют провоспалительные / про-фиброгенные факторы роста и цитокины, то есть VEGF, PDGF, TGF-β и TNF-α [23-25]. Чрезмерная разработка ECM и рост цитокинов / факторы роста приводят к фиброзу. Таким образом, борьба с наркотиками за счет макрофагальной активности может стать многообещающей мишенью для снижения фиброза, вызванного повреждением. Сывороточный амилоид Р (SAP) или пентаксин 2 (РТХ2) является членом семейства пентаксинов и считается мощным модуляторным ответом на макрофаг моноцитов [26]. Недавно был разработан рекомбинантный реагент человеческого SAP, PRM-151, и его влияние было оценено на фиброзных заболеваниях, таких как идиопатический фиброз легких и миелофиброз. Это может быть перспективным агентом для предотвращения образования рубцов после хирургии глаукомы [27, 28]

Помимо увеличения уровня фактора роста во рту и уровня цитокинов, повреждение (суб) конъюнктивальной ткани, возникающее в результате хирургического вмешательства, активирует местные тканевые клетки, например фибробласты, а также индуцирует проникновение провоспалительных нейтрофилов и макрофагов в рану. Они выражают большое количество факторов роста и провоспалительных цитокинов, способствующих воспалению тканей и фиброзу. На ранней стадии после травмы или операции местные фибробласты быстро активируются сигналами, которые, в свою очередь, сенсибилизируют различные датчики внешних раздражителей для активации. Эти датчики включают в себя катионные каналы рецепторов, которые вызывают активацию нисходящих связанных сигнальных путей. Повреждение ткани также непосредственно трансформирует скрытые TGF-β, хранящиеся в ECM, в активную форму. Хемокины и факторы роста / цитокины, секретируемые местными фибробластами и активированными TGF-β, стимулируют активацию фибробластов и моноцитов-макрофагов. Все эти измененные типы клеток вызывают факторы, модулирующие последовательные связанные события, контролирующие заживление ран [29].

В настоящее время дополнительное вмешательство митомицина C (MMC) или 5-фторурацила (5-FU) после операции фильтрации выполняется для ослабления послеоперационной субконъюнктивальной фибробласты пролиферации для подавления чрезмерного рубцевания пузырьков. Эти дополнительные антиметаболиты значительно улучшили успешность трабекулэктомии [30]. Эти препараты используются после операции или во время операции для предотвращения субконъюнктивального фиброза. 5-FU представляет собой пиримидиновый аналог, который первоначально применялся в качестве лечения рака. 5-FU действует как ингибитор фермента тимидилатсинтетазы во время S-фазы клеточного цикла. Этот агент можно использовать во время или после операции. В нескольких исследованиях описано использование эффективности 5-FU после операции глаукомы [31-33]. MMC ингибирует синтез ДНК и первоначально использовалась в качестве системного противоопухолевого агента, выделенного из Streptomyces caespitosus. Различные исследования показали, что MMC увеличивает успех трабекулэктомии [34-36]. Однако эффекты MMC на пролиферацию клеток не являются специфичными для конкретного типа клеток, а в избыточных количествах они могут быть цитотоксическими. Кроме того, эти агенты могут индуцировать образование бесклеточного и аваскулярного пузырьков, которые подвержены утечке и микробной инфекции [37, 38]. Поэтому по-прежнему необходимы более целенаправленные и менее токсичные вещества. Затем мы рассмотрим перспективные целевые показатели, которые влияют на раневую реакцию на рану.

Интерлейкины (IL) представляют собой группу цитокинов со сложными иммуномодулирующими функциями, включая пролиферацию, созревание, миграцию и адгезию клеток, а также важную роль в регуляции дифференцировки и активации иммунных клеток [39]. Некоторые из членов семейства IL хорошо распознаются как провоспалительные цитокины, связанные с фиброзными или воспалительными заболеваниями, то есть IL-1, 6 и IL-8. Эти ИЛ обозначены как терапевтические лекарственные мишени, а несколько ингибиторов исследуются, чтобы определить, эффективны ли они при профилактике / лечении неблагоприятного фиброза / рубцевания тканей. Piquet et al. вводили антагонист рецептора IL-1 (IL-1ra) мышам мышиного легочного фиброза и показали, что он предотвращает осаждение коллагена и улучшает фиброз легких [40]. Tocilizumab, ингибитор рецептора IL-6, в исследовании OPTION для исследования ревматоидного артрита), уменьшенное воспаление и тканевое рубцевание [41]. Это открытие побудило нас предположить, что этот ингибитор является эффективным средством для уменьшения воспаления и рубцевания после операции глаукомы.

Некоторые из IL-элементов, то есть IL-7, IL-10 или IL-22, также проявляют анти-фиброзные эффекты на клетки. Связывание IL-7 с его рецептором активирует сигнализацию, которая противодействует сигналу TGFβ / Smad и, таким образом, подавляет экспрессию ECM фибробластами [42]. Сообщается, что IL-10 подавляет фиброзную реакцию в экспериментальной модели фиброза печени у крыс. Генная абляция IL-10 преувеличивает патологию экспериментального колита или интерстициального фиброза почек, индуцированную односторонним лигированием мочеточников у мышей, что также указывает на то, что этот IL проявляет антифибротические или противовоспалительные эффекты [43, 44].

IL-22 является другим противогрибковым / противовоспалительным IL и является членом семейства IL-10. Например, системное введение рекомбинантного IL-22 обладает антифибротическим эффектом в модели фиброза печени крысы, предположительно вызванной подавлением сигналов Stat3 [45]. В поврежденной конъюнктуре эти про-или анти-фиброзные ИЛ, по-видимому, оказывают комплексное воздействие на местные фибробласты и поведение воспалительных клеток.

Фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) является мощным медиатором сосудистого гомеостаза, т. Е. Ангиогенезом, васкулогенезом и проницаемостью сосудов эндотелиальных клеток [46, 47]. Ангиогенез является важным компонентом заживления ран, приводящим к фиброзу. В настоящее время несколько агентов против VEGF оцениваются для использования при лечении возрастной макулярной дегенерации и других заболеваний сетчатки [48]. Поскольку концентрация VEGF повышается после операции глаукомы и играет ключевую роль, способствующую пролиферации клеток, она может быть также лекарственной мишенью для предотвращения избыточного фиброза / рубцевания в послеоперационной (суб) конъюнктивальной ткани [49]. Kahook et al. продемонстрировал у людей, что субконъюнктивальная инъекция после операции глаукомы анти-VEGF-антитела, бевацизумаб, поддерживала пузырь [50]. Coote et al. показало, что эта процедура после операции по удалению катаракты предотвратила разрушение пузырьков и уменьшила его васкуляризацию [51]. Несколько других сообщений указывают на то, что анти-VEGF-агенты в комбинации с MMC и 5-FU обладают синергическим эффектом в улучшении результатов операции глаукомы [52, 53]. Кроме того, местное применение бевацизумаба предотвращало побочные эффекты MMC, поскольку оно уменьшает время воздействия этого митотического ингибитора, который вводится в склеральные и субконъюнктивальные ткани в месте трабекулэктомии. Кроме того, было установлено, что эта процедура улучшает выживаемость пузырей [54]. Ван Берген и др. показал, что изоформы VEGF играют различную роль в образовании рубцов, поскольку вводят Pegaptanib, аптамер РНК, направленный против VEGF165, член подсемейства VEGF, участвующий в патологическом ангиогенезе, улучшенный хирургический исход с использованием кроличьей модели трабекулэктомии [55]. В целом, VEGF играет ключевую роль в определении реакции заживления ран на операции глаукомы. Оптимальный путь введения и режим дозирования анти-VEGF-терапии по-прежнему требует тщательного изучения [56].

Семейство изомерных форм фактора роста PDGF состоит из пяти различных диульфидсвязанных димеров, построенных из четырех различных полипептидных цепей, кодируемых четырьмя различными генами. Помимо индуцирования макрофагов и фибробластов для размножения и миграции в место раны, их усиление приводит к фиброзу [57-59]. Akiyama et al. применяли ARC126 и ARC127, ингибиторы PDGFβ, в модели пролиферативной витреоретинопатии (PVR) и уменьшали образование эпи-ретинальной мембраны и отслоение сетчатки [60]. Та же стратегия может быть полезна для лечения хирургии глаукомы.

TGF-β активирует экспрессию фактора роста соединительной ткани (CTGF), который является одним из наиболее важных фиброгенных цитокинов. Так как TGF-β опосредуется через стойкий фиброз CTGF, препарат, нацеленный на передачу сигналов CTGF или TGF-β, также может препятствовать снижению фильтрации размера пузырьков путем уменьшения образования рубцовой ткани [61-63]. Блокирование CTGF уже успешно уменьшает нарушения рубцевания конъюнктивы, например, весенний конъюнктивит или синдром Стивенса-Джонсона [64].

MMP представляют собой группу протеолитических ферментов, разрушающих большинство белков внеклеточного матрикса во время ремоделирования ECM. Их активность дисрегулируется при заболеваниях соединительной ткани, таких как артрит, опухолегенез и изъязвление, что делает их терапевтической мишенью для уменьшения образования рубцов [65-67]. Wong et al. продемонстрировал, что ингибитор MMP, GM6001, значительно уменьшает образование рубцов после операции глаукомы у кроликов [68]. Ингибирование MMP могло бы обеспечить еще один терапевтический вариант для уменьшения фиброза при последующей офтальмологической хирургии после глаукомы.

Лизилоксидаза (LOX) и лизилоксидазаподобная (LOXL) являются сшивающими субстратами ферментов ECM, такими как коллаген и эластин, что приводит к фиброзу [69, 70]. Существует несколько членов семейства лизилоксидазы, LOXL1, 2, 3 и 4, и каждый из них имеет биологическую функцию. Моноклональное антитело против LOXL2 (AB0023) уменьшало воспаление, а также производство фактора роста и подавляло передачу сигналов TGF-β в моделях опухоли ксенотрансплантата [71]. Van Bergen et al. применяли моноклональное антитело против LOXL2 (GS-607601) к кроликам, перенесшим операцию глаукомы, и уменьшали как воспаление, так и фиброз. LOXL2 может стать перспективной терапевтической мишенью для уменьшения образования рубцов после операции глаукомы [72].

Rho-ассоциированные протеинкиназы (ROCK 1 и 2) являются нижестоящими компонентами опосредованной Rho-GTPase Rho сигнализации и играют важную роль в цитоскелетной организации. Они также контролируют миграцию морфологии клеток и подвижность [73]. Honjo et al. показали, что местное применение ингибитора ROCK, Y-27632, улучшило исход экспериментальной операции по фильтрации глаукомы, предположительно, путем подавления фиброгенного осаждения коллагена в ткани вокруг пузырьков [74]. Rac1 представляет собой низкомолекулярную Rho GTPase, которая необходима для мобильности клеток и заживления ран [75]. Tovell et al. продемонстрировал, что либо ингибирование Rac1 с опосредованным NSC23766, либо siRNA опосредующим геном, уменьшающим фиброз конъюнктивальной ткани и сокращением коллагеновой матрицы [76]. В Японии ингибитор Rho-киназы уже одобрен для использования для снижения ВГД у пациентов с глаукомой. Остается определить, обладает ли этот ингибитор также действием против фиброза на процесс заживления ран после фильтрации.

SPARC представляет собой коллагенсвязывающий матриклулярный гликопротеин в 43 кДа, способствующий организации ECM, а также посредничество в клеточной миграции. Эти функции проявляются путем модуляции клеточных взаимодействий с окружающим ECM [77, 78]. Его участие в таком контроле очевидно, поскольку после того, как движение клеток нокаутера SPARC и сокращение коллагенового геля уменьшилось. Кроме того, подавление TGFβ2 с регуляцией экспрессии коллагена I и фибронектина I типа in vitro было подавлено [79]. В моделях фиброза мышей мышей, воспаление мышей и фиброз SPARC-нуль были снижены, хотя клеточные механизмы, лежащие в основе этих эффектов, по-прежнему более полно выяснены [80]. В глазах потеря функции SPARC сохраняется и длительная выживаемость конъюнктивальных пузырей после экспериментальной фильтрации [81]. Эти эффекты предполагают, что уменьшение экспрессии SPARC может стать новым вариантом для подавления (суб) конъюнктивального фиброза.

Недавно стало очевидно, что ангиотензин II является одним из распространенных факторов, вызывающих фиброз печени, почек, сердца и глаз [82-85]. Ангиотензин II обладает многими биологическими функциями, помимо включения увеличения пролиферации клеток, апоптоза, миграции, воспалительных реакций и ремоделирования ECM [86, 87]. Ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента и антагонисты ангиотензиновых рецепторов (АТ1) подавляли повреждение сосудов путем ингибирования тканевого фиброза [88]. Что касается переднего окулярного сегмента, ангиотензин II вызывал выживаемость миофибробластов роговицы посредством активации передачи сигналов NF-κB, что способствовало фиброзу роговицы [84]. Это может также иметь место в (суб) конъюнктивальной ткани. Ши и др. сообщил, что уровни ангиотензина II повышались вместе с его родственными рецепторами после операции глаукомы у кроликов и ангиотензина II способствовали пролиферации клеток и миграции in vitro. Они предполагают, что ангиотензин II может играть важную роль в заживлении ран после трабекулэктомии, и он может стать перспективной лекарственной мишенью для предотвращения образования рубцов во время постфильтрационной хирургии [89].

Каналы транзиторного рецепторного потенциала (TRP) представляют собой полимодальные рецепторы, которые обычно экспрессируются в тканях человека, включая глаз [90]. Существует 28 различных каналов TRP, которые подразделяются на семь разных подсемейств (TRPA, TRPC, TRPM, TRPML, TRPN, TRPP и TRPV) [91]. Они активируются несколькими эндогенными и внешними стимулами и опосредуют соответствующие функции заживления ран. Эти рецептор-индуцированные ответы включают пролиферацию клеток и стимуляцию миграции, а также индуцирование активации иммунных клеток, инфильтрацию тканей и фиброз [92, 93]. Активация некоторых подтипов канала ГТО способствует введению индукции печени, легких, почек и сердца [94]. Окада и др. сообщил, что в процессе лечения антагонистов с раневой мышцей, вызванной щелочным ожогом, лечение антагониста TRPV1 подавляло фиброз во время заживления роговицы и ингибировало трансдифференцирование миофибробластов in vitro с использованием глазного фибробласта [95]. Этот улучшенный ответ на заживление ран, вызванный щелочным ожогом, был воспроизведен у гомозиготных мышей с нокаутом TRPV1. Активация TRPV1 при травме зависит от стимуляции TGFβ-рецептора, индуцирующей трансактивацию этого ионного канала через петлю сигнального пути p38MAPK Smad2. Увеличение времени открытия этого канала усиливает внутриклеточный приток Ca2 +, который вызывает трансдифференцирование миофибробластов и повышается в высвобождении провоспалительных цитокинов наряду с фиброзом [96]. Потеря функции TRPA1 у мышей также уменьшала воспаление и фиброз во время заживления ран после щелочного ожога у мышей [97]. Разработка новых селективных антагонистов TRP-каналов для подавления индуцированной травмой активации TRPV может быть еще одним новым вариантом для улучшения исхода фиброгенного заживления ран.

Среди заживляющих рану цитокинов / факторов роста TGF-β является наиболее эффективным медиатором шунтирующих швов, вызванных травмой. Существует много текущих экспериментальных и клинических исследований, в которых оцениваются варианты лекарственного средства для подавления индуцированного TGF-β образования рубцов. Tranilast подавляет продукцию коллагена, специфически препятствуя активации TGF-β этого ответа [98]. Chihara et al. использовал Tranilast в экспериментальном исследовании после операции глаукомы и обнаружил, что он улучшает условия фильтрации пузырьков [99]. TGF-β-тип II-рецептор siRNA-ген, подавляющий подавление образования фибронектина и клеточную миграцию in vitro. В модели с мышью эта процедура уменьшала реакцию воспалительного ответа и отслойки после операции глаукомы [100]. С другой стороны, в клинических испытаниях применение нейтрализующего антитела против TGF-β2 против не удалось подавить фиброз / шрам после фильтрации [101]. Одним из возможных объяснений этого отрицательного результата является то, что водный юмор содержит множество TGF-β2, тогда как TGF-β1 и β2 продуцируются клетками, находящимися в ткани фильтрующего пузыря [102]. Таким образом, может потребоваться нацеливать все члены семейства TGF-β, а не каждую отдельную изоформу TGF-β для достижения более желательного терапевтического результата.

Изоформы TGF-β активируют рецепторы сериновой / треонин-киназы TGF-β клеточной поверхности, связанные с сетями сигнальной трансдукции с участием митоген-активированной протеинкиназы (MAPK) / внеклеточной сигнально-регулируемой киназы (ERK), p38MAPK, C-Jun-N-терминальной киназы ( JNK) и Smads. Следовательно, блокирование стимулов TGF-β на уровне рецептора может потенциально нарушить эпителиальное заживление на поверхности глаза. Альтернативно, может быть предпочтительнее выборочно блокировать сигналы ниже по потоку, индуцированные активацией TRPV1, такие как p38MAPK и Smad2 / 3/4 / комплексообразование в мезенхимальных клетках и фибробластах и ​​тем самым сохранять опосредующее TGF-β опосредованное поддержание гомеостаза эпителия.

На данный момент мы сосредоточились на блокировании пути Smad из-за его участия в инициировании фиброза, индуцированного TGF-β. Независимо от изоформы лиганда, блокирование сигнала Smad2 / 3 подавляет сигнальные пути TGF-β / Smad, что позволяет нам обходить специфическое для ткани распределение каждой изоформы TGF-β in situ. Smad7 является одним из наиболее важных ключевых игроков, подавляющих сигнализацию TGF-β, опосредованную Smads. Были разработаны перспективные стратегии для индуцирования экспрессии Smad7 малыми молекулами, например, IL-7, эмодина и интерферона-гамма, а генная терапия предотвращает фиброз / рубцевание конъюнктивы [42, 103-106]. Действительно, трансфекция гена аденовирусного вектора Smad7 в субконъюнктивальные фибробласты человека ингибировала индуцированную TGF-β1 повышенную регуляцию фиброзных и воспалительных цитокинов [105]. Более того, перенос гена Smad7 также ослаблял фиброгенную реакцию в заживляющей конъюнктиве, вызванной разрезом, и предполагал, что эта стратегия может иметь терапевтический потенциал в предотвращении избыточного рубцевания в блоке фильтрации после трабекулэктомии [105]. Дополнительные исследования необходимы для определения роли факторов роста в контроле изменений в организации и поведении ECM после травмы, вызванной хирургией. Поскольку TGF-β является основным игроком в индуцировании неблагоприятных физиологических и патологических изменений, связанных с заживлением раны глаз, необходимы новые стратегии для избирательного уменьшения окулярного фиброза и воспаления.

Несмотря на то, что офтальмологи разработали множество модификаций, улучшающих хирургию глаукомы, результат этой процедуры по-прежнему варьируется из-за ограниченного успеха в селективном подавлении (суб) конъюнктивального фиброза. Антипролиферативные препараты, MMC и 5-FU, несколько эффективны в снижении фиброза, но их побочные эффекты могут вызывать беспокойство из-за отсутствия специфичности клеточного типа в индуцировании цитотоксических эффектов, кроме ингибирования клеточной пролиферации. Эти ограничения указывают на то, что новые лекарства должны быть разработаны для улучшения лечения легочной глаукомы после этой процедуры. Их развитие зависит от первых идентификационных целей, модуляция которых будет избирательно уменьшать индуцированный травмой фиброз и воспаление. Эта потребность частично достигается путем разграничения различных путей внутриклеточной передачи сигналов, активированных набором факторов роста и цитокинов, участвующих в опосредовании заживления ран. Более того, благодаря характеристике картины изменений в специфических факторах роста и экспрессии цитокинов, вызванных травмами, были идентифицированы конкретные кандидаты для нацеливания на наркотики. Еще одним препятствием является то, что системы доставки лекарств должны быть разработаны для преодоления функции барьера передней глазной поверхности, что позволяет поддерживать локализованное высвобождение лекарственного средства. Превосходные статьи обзора доступны по патобиологии и клиническим проблемам фиброза. В этих статьях рассматриваются роли других факторов роста или цитокинов, которые не рассматриваются в этом обзоре [107, 108]. Мы надеемся, что эта презентация даст осмысленное понимание, помогая усилиям по разработке новых перспективных противогрибковых и воспалительных агентов, которые являются более конкретными, более безопасными и персонализированными, облегчая результат заживления ран, вызванный глаукомой, путем уменьшения фиброза и воспаления.

Конкурирующие интересы

Рукопись основана на работе, поддерживаемой Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий в рамках гранта 25462759 на OY.

Мы заявляем, что у нас, OY, AK-I, KT и PS.R, нет конкурирующих интересов.

Вклад авторов

АК-I внес существенный вклад в организацию и представление данных. KT внесла существенный вклад в сбор и интерпретацию данных. PS.R предоставил обширную поддержку в редактировании английского текста и научный вклад. OY создала рукописные черновики и справочную информацию по литературе. Все авторы прочитали и утвердили окончательную рукопись.

Авторы выражают глубокую признательность нашему начальнику кафедры профессору Шизуя Сайке. Мы также хотели бы поблагодарить наших сотрудников отдела.

Эта статья была опубликована в качестве части Офтальмологии BMC Volume 15 Supplement 1, 2015: Материалы 2-го симпозиума по биологии окулярных клеток в Вакаяме. Полное содержание дополнения доступно в Интернете по адресу: http://www.biomedcentral.com/bmcophthalmol/supplements.

Исследования проводились в соответствии с ARVO.

Комментариев нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *