Роль медиаторов врожденного иммунитета в индукции нейродегенерации сетчатки при сахарном диабете 2-го типа

Цель работы — определить уровень трансформирующих факторов роста-β (TGF- β1, TGF- β2, TGF- β3), интерферона-ʏ (INF- ʏ), матриксной металлопротеиназы-9 (ММP-9) и белка S100B в сыворотке крови у пациентов с сахарным диабетом (СД) 2-го типа и выявить взаимосвязь этих показателей с нейродегенеративными изменениями в сетчатке. Материал и методы. Тридцать пациентов (средний возраст — 63,5 года) с СД 2-го типа без клинических признаков диабетической ретинопатии (ДР) (основная группа) и 30 практически здоровых лиц (средний возраст — 60,3 года) (группа контроля) были обследованы с помощью микропериметрии и оптической когерентной томографии. Методом сэндвич-варианта твердофазного иммуноферментного анализа в сыворотке крови обследованных определяли уровень TGF- β1, TGF- β2, TGF- β3, INF- ʏ, ММР-9 и белка S100B. Результаты. У пациентов с СД 2-го типа выявлено увеличение объема фокальных потерь ганглиозных клеток сетчатки (ГКС) и уменьшение средней светочувствительности сетчатки. В этой группе обнаружено достоверное увеличение уровня белка S100B, а также сывороточного уровня MMP-9 по ср авнению с контролем, однако значимой разницы между группами в уровне TIMP-1 не отмечено. Уровень TGF- β2 был достоверно выше у пациентов основной группы, у этих пациентов был также выявлен дефицит TGF- β3. Не зарегистрировано достоверной разницы между группами по уровню TGF- β1 и INF- ʏ. Выявлена положительная корреляция между уровнем белка S100B, уровнем MMP-9 и объемом фокальных потерь ГКС. Заключение. У пациентов с СД 2-го типа и признаками нейродегенерации сетчатки повышена активность некоторых цитокинов и ММP-9. Это может свидетельствовать о значительной роли нейровоспаления и дисфункции иммунной системы в процессе нейродегенерации сетчатки при СД. Требуется дальнейшее наблюдение и исследование других цитокинов для определения ранних и более чувствительных маркеров нейродегенерации сетчатки.

1. Khan A., Hashim M., King J., et al. Epidemiology of type 2 diabetes – global burden of disease and forecasted trends. Epidemiol. Glod. Health. 2020; 10 (1): 107–11. doi:10.2991/jegh.k.191028.001

2. Шестакова М.В., Викулова О.К., Железнякова А.В., Исаков М.А., Дедов И.И. Эпидемиология сахарного диабета в Российской Федерации: что изменилось за последнее десятилетие? Терапевтический архив. 2019; 91 (10): 4–13. doi:10.26442/00403660.2019.10.000364

3. Lynch S.K., Abramoff M.D. Diabetic retinopathy is a neurodegenerative disorder. Vision research. 2017; 139: 101–7. doi:10.1016/j.visres.2017.03.003

4. Wolter J. Diabetic retinopathy. Am. J. Opththalmol. 1961; 51: 1123–41. doi:10.1016/0002-9394(61)91802-5

5. Barber A.J., Lieth E., Khin S.A., et al. Neuronal apoptosis in the retina during experimental and human diabetes. Early onset and effect of insulin. J. Clin. Invest. 1998; 102 (4): 783–91. doi:10.1172/JCI2425

6. Ручкин М.П., Кувшинова Е.Р., Федяшев Г.А., Маркелова Е.В. Нейродегенерация сетчатки у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа. Тихоокеанский медицинский журнал. 2020; 3: 62–4. doi:10.34215/1609-1175-2020-3-62-64

7. Asadova V., Gul Z., Buyukuysal R., Yalcinbayir O. Assessment of neuron-specific enolase S100B and malondialdehyde levels in serum and vitreous of patients with proliferative diabetic retinopathy. Int. Ophthalmol. 2020; 40 (1): 227–34. doi:10.1007/s10792-019-01175-9

8. Маркелова Е.В., Зенина А.А., Кадыров Р.В. Нейропептиды как маркеры повреждения головного мозга. Современные проблемы науки и образования. 2018; 5. http://science-education.ru/ru/article/view?id=28099 (Accessed 01 June 2021).

9. Jayashree K., Yasir M., Senthilkumar G.P., Mehalingam V., Mohanraj P.S. Circulating matrix modulators (MMP-9 and TIMP-1) and their association with severity of diabetic retinopathy. Diabetes and metabolic syndrome: clinical research and reviews. 2018; 12 (6): 869–73. doi:10.1016/j.dsx.2018.05.006

10. Mastari E.S., Widjaja S.S., Siregar Y., Sari M.I. Role of MMP-9 in diabetic retinopathy. Journal of drug delivery and therapeutics. 2020; 10 (6): 122–4. doi:10.22270/jddt.v10i6-s.4635

11. Нероев В.В., Чеснокова Н.Б., Павленко Т.А. и др. Изменение концентрации ангиотензина II, ангиотензинпревращающего фермента и матриксной металлопротеиназы-9 в слезной жидкости и сыворотке крови у больных с диабетической ретинопатией . Офтальмология. 2020; 17 (4): 771–8. doi:10.18008/1816-5095-2020-4-771-778

12. Behl T., Kaur G., Sehgal A., et al. Multifaceted role of matrix metalloproteinases in neurodegenerative diseases: Pathophysiological and therapeutic perspectives. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22: 1413. doi:10.3390/ijms22031413

13. Navaratna D., Fan X., Leung W., et al. Cerebrovascular degradation of TRKB by MMP-9 in the diabetic brain. J. Clin. Invest. 2013; 123 (8): 3373–7. doi:10.1172/JCI65767

14. Wheeler S.E., Lee N.Y. Emerging roles of transforming growth factor β signaling in diabetic retinopathy. J. Cell. Physiol. 2017; 232: 486–9. doi:10.1002/jcp.25506

15. Трунов А.Н., Черных Д.В., Смирнов Е.В. и др. Роль местного процесса воспаления в механизмах развития диабетической ретинопатии. Аллергология и иммунология. 2017; 18 (3): 177–80.

16. Karlstetter M., Scholz R., Rutar M., et al. Retinal microglia: just bystander or target for therapy? Progress in retinal and eye research. 2015; 45: 30–57. doi:10.1016/j.preteyeres.2014.11.004

17. Altmann C., Schmidt H. The role of microglia in diabetic retinopathy: inflammation, microvasculature defects and neurodegeneration. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19 (1): 110. doi:10.3390/ijms19010110

18. Zoller T., Schneider A., Kleimeyer C., et al. Silencing of TGFβ signaling in microglia results in impaired homeostasis. Nat. Commun. 2018; 9: 4011. doi:10.1038/s41467-018-06224-y

19. Chen H., Ho Y., Chou H., et al. The role of transforming growth factor-beta in retinal ganglion cells with hyperglycemia and oxidative stress. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21 (18): 6482. doi:10.3390/ijms21186482