Uloga angiopoetina u bolestima retine

Dr Haris Kujundžić Klinika za očne bolesti, Klinički centar Crne Gore

Korak dalje u razumijevanju patofiziologije vaskularnih bolesti mrežnjače i sudovnjače

Vaskularne bolesti mrežnjače i sudovnjače, u prvom redu dijabetična retinopatija/dijabetični edem makule, vlažna forma senilne degeneracije žute mrlje i okluzija retinalne vene, su vodeći uzroci sljepila i oštećenja vida širom svijeta. Zajednička osobina ovih stanja je destabilizacija već oformljene i stabilne vaskularizacije što vodi povećanoj propustljivosti tih krvnih sudova, upali i/ili rastu novih patoloških krvnih sudova. Uvođenjem blokatora vaskularnog endotelijalnog faktora rasta (anti-VEGF agenasa; vascular endothelial growth factor) u terapiju ovih oboljenja početkom ovoga vijeka postignut je revolucionaran napredak u liječenju. Ipak, kod jednog broja pacijenata nije postignut adekvatan odgovor na terapiju ili je potrebno ponavljati injekcije lijeka puno puta kako bi se održao postignuti efekat što ukazuje da je potrebno bolje razumijevanje patofiziologije ovih stanja i na njihovu multifaktorijalnost. Dublje razotkrivanje biologije mrežnjače je otkrilo nove patofiziološke mehanizme, ukazalo na ograničenja sadašnje terapije te potrebu za razvojem nove terapijske strategije koja će biti usmjerena na više mehanizama koji uzrokuju vaskularne bolesti mrežnjače i sudovnjače pa samim tim i efikasnije.

Fiziologija mrežnjače i sudovnjače

Mrežnjača je jedno od metabolički najaktivnijih tkiva pa zahtijeva obilan i stabilan dotok krvi. Unutrašnje dvije trećine su opskrbljene vaskularizacijom same retine, a razmjena regulisana unutrašnjom krvno-retinalnom barijerom koju čine tijesne veze među endotelnim ćelijama (endothelial cells, ECs) retinalnih kapilara. Ova barijera je pokrivena Milerovim ćelijama, astrocitima i brojnim pericitima pa zajedno sa endotelnim ćelijama čine neurovaskularnu jedinicu. Spoljašnju trećinu retine opskrbljuje horoidalna cirkulacija pri čemu treba imati na umu da su krvni sudovi horiokapilarisa fenestrirani sa vrlo malo pericita na površini. Regulaciju razmjene na ovom nivou obavljaju tijesne veze između ćelija retinalnog pigmentnog epitela formirajući spoljašnju krvno-retinalnu barijeru.

Patofiziologija vaskularnih bolesti mrežnjače i sudovnjače

Kod neovaskularne senilne degeneracije žute mrlje (neovascular age-related macular degenration, nAMD) oštećenje retinalnog pigmentnog epitela udruženo sa ispadima horiokapilarisa, hipoksijom, oksidativnim stresom i oštećenjem drugih ćelija, može biti povezana sa povećenjam broja receptora za VEGF i drugih proupalnih faktora koji podstiču rast nezrelih i propustljivih krvnih sudova ili horoidalne neovaskularizacije (choroidal neovascularisaton, CNV). Zbog svoje propustljivosti i fragilnosti, novoformirani krvni sudovi doprinose nastanku edema, krvarenjima i fibrozi što ometa funkcionisanja mrežnjače.

Hronična hiperglikemija kod dijabetesne retinopatije (diabetic retinopathy, DR) dovodi do proupalnog stanja koje podstiče zadržavanje leukocita, apoptozu endotelijalnih ćelija i pericita, zatajenje krvno-retinalne barijere i retinalnu hipoksiju. Ispad pericita, glavno obilježje DR, vodi vaskularnoj nestabilnosti. Dijebetesni edem makule (diabetic macular oedema, DMO) nastaje nakupljanjem tečnosti u makuli curenjem iz retinalne vaskulature i predstavlja po vid ugrožavajuću manifestaciju DR. Gubitak vida kod DR nastaje razvojem kapilarne neperfuzije retine, usljed DMO (najčešći uzrok) ili zbog komplikacija povezanih sa neovaskularizacijom kod proliferativne DR. 

Okluzija retinalne vene (retinal vein occlusion, RVO) može biti centralna, hemicentralna i granska. Opstrukcija protoka kroz venu dovodi do povećenog pritiska u veni, hipoksije u regionu koji opskrbljuje okludirani krvni sud, povećane koncentracije proupalnih citokina (uključujući VEGF, TNF-α i  interleukin-1), upale i curenja iz krvnih sudova. Nastanak edema makule je primarni uzrok gubitka vida kod RVO.

Iako je nesporno da je anti-VEGF terapija kao standard u liječenju navedenih stanja dovela do smanjenja incidence sljepila, ipak postoji jasna potreba za unapređenjem ovog standaradnog tretmana, preko 60% pacijenata sa nAMD i DMO i nakon dvije godine liječenja anti-VEGF terapijom pokazuje perzistentan fluid i zadebljanje retine. Uz to, dokazano je, da u mnogim slučajevima pacijenti ne dobijaju optimalan broj injekcija što je razlog i manjeg poboljšanja vidne oštrine. Ova terapija ne utiče na inflamaciju i fibrozu koje su udružene sa uznapredovalim stadijuma bolesti.

Angiogeneza i uloga Ang/Tie puta

Angiogeneza je kaskadni proces koji se sastoji iz više faza:

formiranje izdanka krvnog suda – kolektivna migracija ECs koja započinje ćelijom na vrhu a nju slijede ćelije koje formiraju stablo krvnog suda i to u prisustvu brojnih faktora, između ostalih VEGF. Receptori za VEGF na vršnim ćelijama omogućavaju im da za sobom vode ćelije stabla ka VEGF gradijentu i kada se spoje sa okolnim izdancima, ćelije stabla se izdužuju i formiraju lumen, proliferišu i formiraju nove sudove i grane.

sazrijevanje krvnog suda – kada se uspostavi cirkulacija kroz ovakav krvni sud, ECs se stabilizuju i formiraju jednoslojni stabilan članak ćelija. U procesu formiranja bazalne membrane i regrutovanja ćelija koje formiraju zid krvnog suda (glatke mišićne ćelije i periciti) učestvuju PDGF (platelet-derived growth factor)/PDGF receptor-β, Ang-1/Tie2 i TGF-β (transforming growth factor-β).

remodelovanje krvnog suda – regresija suvišnih grana kako bi se prilagodilo metaboličkim potrebama tkiva

Ang/Tie put se sastoji od dva receptora tirozin kinaze tipa I (Tie1 i Tie2) i četiri liganda, angiopoetina (Ang-1, Ang-2, Ang-3 i Ang-4). Receptori su uglavnom prisutni na ECs, ali se mogu naći i na hematopoetskim ćelijama, ali i na pericitima (Tie2). Dok su Ang-1 i Ang-2 detaljno ispitani, Ang-3 i Ang-4 su slabo istraženi.

Ang-1 je agonista za Tie2 receptor koji je eksprimiran na mezenhimalnim ćelijama, pericitima i glatkim mišićnim ćelijama. U zdravim krvnim sudovima, ovaj put je promotor vaskularne stabilnosti.

 Ang-2 se uglavnom produkuje u EC i skladište u Weibe-Palad tjelašcima. Ang-2/Tie2 put vodi odvajanju pericita i čini krvne sudove osjetljivijim za VEGF i druge proinflamatorne faktore.

Ang/Tie put u patološkim uslovima i mogućnosti terapijske modulacije

Curenje i neovaskularizacija

Ang-2 pojačana ekspresija u patološkim uslovima kao što je hiperglikemija, dovodi do odvajanja pericita i njihove apoptoze što uzrokuje destabilizaciju retinalne vaskularizacije.  Na životinjskim modelima laserom indukovane CNV dokazano je da blokadom Ang-2 i aktivacijom Tie2 dolazi do smanjenja curenja curenja iz VEGF uzrokovane CNV, ublažavanja hipoksije i održavanja horikoapilara, a redukovano je oštećenje retinalnog pigmentnog epitela i rast CNV. Sinergijski efekat Ang-2 i VEGF-A u nastanku vaskularne nestabilnosti, i podaci iz pretkliničkih studija, ukazuju da bi kombinacija blokade ova dva faktora značajno redukovala curenje, inflamaciju i patološku neovaskularizaciju uzrokovane bolestima mrežnjače i sudovnjače.

Inflamacija i neuroinflamacija

Ang/Tie put je označen kao ključni za inflamatorni odgovor jer Ang-2/Tie2 sistem pospješuje adherenciju leukocita i njihovo prodiranje u upaljeno tkivo kao odgovor na upalne citokine. U bolestima mrežnjače i sudovnjače, Ang-2 reguliše patološke procese kao što su odvajanje pericita, povećena vaskularna propustljivost, neovaskularizacija i upala.

Fibroza

Fibroza je posljedica hroničnog zarastanja ozljede nastale kao usljed oštećenja tkiva. Ona je uzrok nepovratnog oštećenja   vida kod nAMD. Mehanizam subret inalne fibroze je još uvijek nedovoljno objašnjen osobito moguća  uloga Ang/Tie mehanizma.

Kombinovana inhibicija Ang-2 i VEGF-A zapravo omogućava indukciju sazrijevanja i fiziološko funkcionisanje krvnih sudova umjesto kompletne eliminacije CNV lezije, ili u slučaju DMO, stabilizaciju i remodelovanje oštećenih krvnih sudova koji cure. Na ovaj način se obezbjeđuje perfuzija hipoksičnih zona novim krvnim sudovima koji imaju karakteristike zrele vaskularizacije (za razliku od nezrele) ili stabilizacijom prethodno oštećene vaskluarizacije (to znači intaktnost tijesnih veza bez curenja, inflamacije i fibroze u dužem periodu).

Terapijska očekivanja od dualnog mehanizma inhibicije

Već je ispitivana kombinovana terapija u cilju pojačanja anti- VEGF efekata (usmjerena na PDGF i VEGF) formiranjem pukotina u pericitnom pokrivaču, ali nije pokazala superiornost u odnosu na anti-VEGF monoterapiju. S druge strane, dualna terapija inhibicije Ang-2 i VEGF-A usmjerena je na ojačavanje/ponovno uspostavljanje vaskularne stabilnosti pospješivanjem pokrivenosti pericitima, ojačavanjem veza među endotelijalnim ćelijama i smanjenje perivaskularne inflamacije i senzitivnosti na VEGF, inhibicijom Ang-2.

Dualna inhibicija može proizvesti homeostatske benefite iz neovaskularnog odgovora na hipoksiju umanjenjem destruktivnih efekata nekontrolisane (neo)vaskularne propustljivosti u žutoj mrlji (nAMD) i mrežnjači (DR). Takođe, stabilizacija propustljivosti krvnih sudova uzrokovane upalom, hiperglikemijom i/ili hipoksijom može poboljšati benefite anti-VEGF-A na edem u makuli različite etiologije i produžiti njegovo dejstvo.

U slučaju nAMD će se vjereovatno postaviti novi cilj terapije koji podrazumijeva vaskularnu stabilizaciju kroz smanjenje propustljivosti CNV umjesto dosadašnje destrukcije CNV. Stabilna CNV bi mogla imati ulogu „surogatnog horikapilarisa“ u slučaju kada je postojeća vaskulatura kompromitovana.

Literatura:

1.Angiopoietin/Tie2 signalling and its role in retinal and choroidal vascular diseases: a review of preclinical data - Antonia M. Joussen1; Federico Ricci2 ;Liliana P. Paris 3 ;Claudia Korn3 ;Carlos Quezada-Ruiz4,5 ;Marco Zarbin 6

2. Therapeutic targeting of the angiopoietin–TIE pathway - Pipsa Saharinen, Lauri Eklund and Kari Alitalo

M-ME-00000552