УДК 617.735-06:616.379-008.64]-07:575.113.2-021.38817:57

Кудриль Іван Володимирович. Патогенетична, діагностична та прогностична роль факторів росту в розвитку та прогресуванні проліферативної діабетичної ретинопатії  : [спец.] 222, 22 / І. В. Кудриль. - Львів, 2025. - 137 с. - Бібліогр.: с. 105 -130. (206 назв).

Дисертація присвячена вирішенню актуального завдання сучасної офтальмології – визначенню механізмів прогресування діабетичної ретинопатії на підставі вивчення вмісту у внутрішньоочній рідині і крові пацієнтів з цукровим діабетом 2 типу факторів росту (трансформуючого фактора росту-β – TGF-β1 і фактора росту сполучної тканини – CTGF) та поліморфізму rs1800470 гена TGFB1 і обґрунтування методології діагностики із застосуванням цих біомаркерів.

Обґрунтування вибору теми дослідження.Цукровий діабет (ЦД) є серйозною медико-соціальною проблемою та суттєво знижує якість життя хворих (H. Al Zabadi et al., 2022). Некомпенсований або нелікований ЦД призводить до багатьох серйозних діабет-асоційованих ускладнень, серед яких найчастішою є діабетична ретинопатія (ДР), яка супроводжує перебіг захворювання у 26-35% хворих (H. Sun et al., 2022). На даний час ДР вважають прогресуючим тканеспецифічним нейроваскулярним ускладненням ЦД зі складним багатофакторним патогенезом, що включає мікросудинне ураження сітківки та дисфункцію нейронів і призводить до слабобачення або сліпоти (W. Wang & A.C.Y. Lo, 2018). Патогенез ДР був детально охарактеризований у контексті порушення передачі сигналів глюкози, інсуліну та васкулоендотеліального фактора росту (VEGF), хоча зростаюча кількість інших факторів росту та молекул, включаючи TGF-β1 і CTGF визнаються важливими учасниками цих патогенетичних подій (S.E. Wheeler & N.Y. Lee, 2017). Передумовою неоваскуляризації є фіброзноваскулярна проліферація, яка виникає внаслідок гіпоксії сітківки та гліально-мезенхімального переходу клітин Мюллера, що трансдиференціюються у міофібробласти з розростанням сполучної тканини (X. Wang et al., 2022). Ініціатором цього процесу є TGF-β1 (J. Fan et al., 2020). При проліферативній ДР перемикання від неоваскуляризації до фіброзної фази (ангіо-фіброзне перемикання) відбувається за допомогою CTGF на тлі надекспресії VEGF (I. Klaassen et al., 2015; E.J. Kuiper et al., 2008).

Таким чином, дослідження механізмів прогресування ДР та ростових факторів, що безпосередньо беруть участь у цьому процесі, зокрема TGF-β1 і CTGF є актуальним дослідженням, яке дозволить обґрунтувати новий можливий напрямок діагностики та прогнозу прогресування ДР.

Мета дослідження – підвищити рівень діагностики та прогнозування діабетичної ретинопатії при цукровому діабеті 2 типу на підставі визначення вмісту TGF-β1 і CTGF та поліморфізму rs1800470 гена TGFB1.

Відповідно до мети дослідження були поставлені наступні завдання:

1. Визначити вміст у крові та внутрішньоочній рідині TGF-β1 у пацієнтів з ДР і ЦД 2 типу в залежності від стадії ДР.
2. Визначити вміст у внутрішньоочній рідині CTGF у пацієнтів з ДР і ЦД 2 типу в залежності від стадії ДР.
3. Дослідити значення для прогресування ДР змін вмісту TGF-β1 і CTGF та їх зв’язок з клінічними показниками.
4. Дослідити вплив поліморфізму rs1800470 гена TGFB1 на клініко-офтальмологічні показники у пацієнтів з ДР і ЦД 2 типу в залежності від стадії ДР.
5. Дослідити залежність вмісту TGF-β1 і CTGF від поліморфізму rs1800470 гена TGFB1.
6. Визначити незалежні фактори, пов’язані з прогресуванням ДР та побудувати модель прогнозу стадій ДР.

Об’єкт дослідження: діабетична ретинопатія (МКХ10: Н36.0).

Предмет дослідження: стан зорових функцій, зміни очного дна за даними офтальмоскопії і дослідження на фундус камері, дані оптичної когерентної томографії, вміст у крові та внутрішньоочній рідині TGF-β1, вміст у внутрішньоочній рідині CTGF, поліморфізм rs1800470 гена TGFB1, діагностика та прогнозування ДР.

Методи дослідження:офтальмологічні – візометрія (проектор оптичних знаків (CP-770, Nidek, Japan) та комп’ютеризованого фороптера (Refractor RT-5100, Nidek, Japan), рефрактометрія (авторефрактометр (TRK-2P, Topcon, Japan), тонометрія (безконтактний пневмотонопахіметр (NT-530P, Nidek, Japan), біомікроскопія (щілинна лампа Haag-Streit BQ 900, Swiss), офтальмоскопія (лінза Super Pupil XL, Volk Optical, USA), оптична когерентна томографія (Optovue RTVue (США), фотографування очного дна фундус-камерою (AFC 210, Nidek, Japan). Аналітичні: глюкозооксидазний (визначення вмісту глюкози у крові), рідинна іонообмінна хроматографія високого тиску (визначення вмісту у крові глікованого гемоглобіну), імуноферментний аналіз (визначення вмісту TGF-β1 і CTGF), молекулярно-генетичний (визначення поліморфізму rs1800470 гена TGFB1). Статистичні: параметричні та непараметричні методи, параметричний F-критерій Фішера і непараметричний критерій Kruskal-Wallis. Для виявлення зв’язку між ознаками використано кореляційний аналіз з розрахунком показнику рангової кореляції Спірмена (r) для кількісних ознак і за критерієм χ² – для якісних. Для аналізу зв’язку стадії ДР з факторами ризику було використано методи побудови нейромереж та моделей лінійної регресії (GLM).

Наукова новизна отриманих результатів Уточнено наукові дані щодо зв’язку поступового збільшення вмісту TGF-β1 і CTGF з прогресуванням ДР за стадіями. Встановлено, що вміст у крові TGF-β1 був збільшеним у порівнянні з контролем у 1,4-1,55 раза (p<0,001). Вміст у ВОР TGF-β1 у порівнянні з контролем був більшим при НПДР у 1,2 раза, при ППДР – у 2,2 раза та при ПДР – у 5,0 разів (p<0,001). Вміст у ВОР CTGF у порівнянні з контролем був більшим при НПДР у 1,6 раза, при ППДР – у 2,2 раза та при ПДР – у 3,2 раза (p<0,001).

Вперше доведено значення для прогресування ДР компенсації ЦД 2 типу та збільшення вмісту у крові і внутрішньоочній рідині ТGF-β1. Методом нейромережевого моделювання було створено трифакторну модель класифікації, яка з точністю 100% прогнозувала ПДР.

Вперше встановлено, що поліморфізм rs1800470 гена TGFB1 обумовлював гірший перебіг ДР: носії мутантного генотипу A/A мали нижчу гостроту зору (р=0,016) та більші центральну товщину і об’єм сітківки (р<0,001) у порівнянні з носіями предкового генотипу G/G.

Вперше показано, що у пацієнтів з ДР та ЦД 2 типу вміст у внутрішньоочній рідині TGF-β1 і CTGF був більшим у носіїв генотипів G/A і A/A у порівнянні з предковим генотипом G/G, тобто – за умов носійства мутантного алеля А rs1800470. Гірша гострота зору та більше пошкодження структури сітківки, що спостерігалося у носіїв генотипу А/А, могли бути обумовлені більшим внутрішньоочним вмістом TGF-β1 і CTGF.

Вперше визначені прогностичні фактори (біомаркери) прогресування ДР, застосування яких у багатофакторних лінійних моделях (GLM) дозволило прогнозувати стадію ДР із 100% точністю (p<0,001). До цих факторів належали компенсація діабету, вміст у крові глікованого гемоглобіну (HbA1c) і TGF-β1, вміст у внутрішньоочній рідині TGF-β1, а також поліморфізм rs1800470 гена TGFB1. При цьому найбільше значення мали 3 незалежні змінні: компенсація діабету, генотип поліморфізму rs1800470 гена TGFB1 та вміст TGF-β1.

Було уточнено механізми розвитку та прогресування ДР з урахуванням значення TGF-β1 і CTGF, а також поліморфізму rs1800470 гена TGFB1. На підставі цього було запропоновано та обґрунтовано методологію діагностики і математичного прогнозування ДР.

Практична значущість отриманих результатів. Отримані результати дозволили сформулювати низку практичних рекомендацій з використання для діагностики та прогнозу прогресії ДР вивчених біомаркерів.Позитивний кореляційний зв'язок з прогресуванням ДР мають тривалість діабету, центральна товщина та об’єм сітківки, а також вміст у крові та внутрішньоочній рідині TGF-β1 і вміст у внутрішньоочній рідині CTGF. Зв'язок з ДР було показано і з компенсацією діабету – при некомпенсованому діабеті прогресія ДР була достеменно вищою.

При визначенні груп ризику та цільових груп таргетної терапії необхідно враховувати, що при всіх стадіях ДР гірша гострота зору та більші центральна товщина та об’єм сітківки спостерігалися у носіїв поліморфізму rs1800470 гена TGFB1, що було пов’язане з більшим вмістом TGF-β1 і CTGF.

Створено декілька простих та зручних для практичного використання математичних моделей. Застосування програмного калькулятора, створеного у середовищі Microsoft Excel, з урахуванням компенсації діабету та вмісту ТGF-β1 у крові і внутрішньоочній рідині дозволяє з точністю 100% прогнозувати ПДР. Застосування багатофакторної лінійної моделі за 5 факторами: компенсація діабету, вміст у крові глікованого гемоглобіну і TGF-β1, вміст у внутрішньоочній рідині TGF-β1, а також генотип поліморфізму rs1800470 гена TGFB1 прогнозує стадію ДР із 100% точністю. Застосування програмного калькулятора, створеного у середовищі Microsoft Excel, з урахуванням компенсації діабету, вмісту у внутрішньоочній рідині ТGF-β1 і генотипу rs1800470 гена TGFB1 дозволяє прогнозувати ДР з точністю 97%.

Публікації. Основні результати роботи описані в 7 наукових публікаціях, зокрема 5 – статті в журналах відповідно до «Переліку наукових фахових видань України, в яких можуть публікуватися результати дисертаційних робіт на здобуття наукових ступенів доктора наук, кандидата наук та ступеня доктора філософії», всі 5 статей індексовані у наукометричній базі Scopus; 2 праці – тези у матеріалах науково-практичних конференцій.

Ключові слова: діабетична ретинопатія, цукровий діабет 2 типу, діагностика, прогностична модель, TGF-β1, CTGF, поліморфізм rs1800470 гена TGFB1.

Objective. The study aims to evaluate the severity of endogenous intoxication and characterize morpho-functional liver changes during experimental acute generalized peritonitis (AGP) in diabetic rats.
Methods. Fifty-six adult male Wistar rats were used, including 8 controls and 48 males with experimental pathology. Diabetes mellitus was induced by an intraperitoneal (i.p.) injection of streptozotocin (60 mg/kg). On day 14, AGP was induced by i.p. injection of a 10% filtered fecal suspension. Endogenous intoxication was assessed by measuring hydrophilic and hydrophobic molecular products in the blood. Liver function was evaluated by serum aminotransferase activity, total protein, and protein fractions. Histological analysis of liver tissue was performed using standard hematoxylin-eosin staining.
Results. A progressive increase in endogenous intoxication was observed peaking on day 7. This was marked by a significant elevation in middle molecular weight molecule (MMWM) concentrations at wavelengths of 254 nm and 280 nm by 103.0% (p<0.001) and 340.0% (p<0.001), respectively. The erythrocyte intoxication index (EII) increased by 148.8% (p<0.001) compared to controls. Concurrently, aminotransferase activity increased, while serum total protein and albumin levels decreased. Histologically, inflammatory infiltration and vascular congestion were evident on day 1 progressing to hepatocellular dystrophy and necrosis by day 3. By day 7, signs of hepatic failure were present including disruption of trabecular architecture, hydropic degeneration, intracellular cholestasis, and portal tract expansion due to vascular hyperemia.
Conclusions. Experimental acute generalized peritonitis in diabetic rats resulted in a pronounced endogenous intoxication accompanied by progressive morpho-functional liver damage culminating in hepatic insufficiency by day 7.

ABSTRACT
Aim: To investigate hepcidin as a marker of iron status in chronic kidney disease (CKD) patients (stage 5 vs. stage 3), and to assess its association with iron injection status within the maintenance hemodialysis group.
Materials and Methods: This cross-sectional study compared 69 hemodialysis (stage 5 CKD [G1]) and 19 non-dialysis (stage 3 CKD [G2]) patients, assessing hepcidin, ferritin and hemoglobin. As a part of their standard anemia management, patients requiring iron administration received scheduled injections of ferric carboxymaltose.
Results: Hemodialysis patients (G1) had significantly lower hemoglobin and higher anemia prevalence than non-dialysis patients (G2), while baseline hepcidin and ferritin levels were comparable. Importantly, hepcidin levels were above the normal range in 85,5% and 84,2% of G1 and G2 patients, respectively. Hepcidin
correlated positively with ferritin in both groups (G1: ρ=0,66, p<0,001; G2: ρ=0,87, p<0,001). Within G1, recent iron injections, administered in 24 patients, were significantly associated with higher hepcidin and ferritin, but not hemoglobin, as compared to patients without additional ferric therapy (n=45) (effect size: r=0,09 [by hemoglobin], r=0,80 [by hepcidin] and r=0,58 [by ferritin]).
Conclusions: Significant iron metabolism impairment, marked by high hepcidin and ferritin prevalence, exists in both CKD stages studied. Although hemodialysis patients had lower hemoglobin, baseline hepcidin/ferritin levels were similar between groups. Within the hemodialysis group, recent iron injections were associated with increased hepcidin/ferritin but not hemoglobin. Findings suggest hepcidin may be a crucial indicator of functional iron availability in CKD, potentially offering more insight than ferritin, particularly reflecting acute changes following iron administration in hemodialysis patients.
KEY WORD S: hepcidin, ferritin, chronic kidney disease, hemodialysis

ABSTRACT
Aim: To investigate the relationships of kidney function with clinical and laboratory parameters in multiple myeloma (MM) patients.
Materials and Methods: A cross-sectional study involved 105 MM patients. Data included clinical manifestations and standard laboratory parameters.
Kidney function was assessed via estimated glomerular filtration rate (eGFR), serum creatinine, urea, uric acid (UA), calcium (Ca), and albumin-to-creatinine
ratio (ACR). The markers of MM activity and burden included M-protein, beta-2 microglobulin (β2m), albumin, hemoglobin (Hb), lactate dehydrogenase (LDH)
and platelets (PLT). Rank biserial correlation assessed associations between symptoms and laboratory parameters. Rank-based canonical correlation analysis
(RCCA) explored the multivariate relationship between six kidney function indicators and six MM-related markers.
Results: Common laboratory abnormalities included elevated β2m (90,5 %) and anemia (indicated by low Hb in 52,4 % of patients). Frequent symptoms
included bone pain (71,4 %) and weakness (68,6 %). Symptoms like weakness/breathlessness correlated significantly with (β2m, M-protein) and renal impairment (creatinine, ACR, eGFR). RCCA identified one significant canonical correlation (R1=0,497; p=0,013), linking impaired renal function (characterized by low
eGFR, high ACR, creatinine and urea) with a myeloma profile indicative of disease activity and burden (high β2m, low Hb, low albumin, and high M-protein).
Conclusions: The study confirms a significant multivariate association between a profile of impaired renal function and markers reflecting MM activity, hematopoietic suppression and systemic burden. These findings underscore the multifactorial nature of MM-related kidney injury and highlight the clinical utility
of monitoring key laboratory markers (including eGFR, ACR, creatinine, β2m, Hb and albumin) alongside clinical evaluation for comprehensive assessment
and management of MM patients.
KEY WORDS: multiple myeloma, chronic kidney disease, anemia