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.

Цукровий діабет (ЦД) представляє собою хронічне метаболічне захворювання, основною ознакою якого є порушення вуглеводного обміну зі стійкою гіперглікемією, що є наслідком абсолютної або відносної інсулінової недостатності [1]. Станом на 2019 рік світова поширеність ЦД становила 463 млн. осіб (9,3%), при цьому очікується її зріст до 578 млн. (10,2%) у 2030 році та подальше зростання до 700 млн. (10,9%) до 2045 року [2].

Відомо, що якість життя осіб з ЦД суттєво погіршує розвиток судинних ускладнень, серед яких у 26-35% пацієнтів виявляється діабетична ретинопатія (ДР) [1]. Її основними механізмами вважають порушення метаболічних шляхів глюкози, включаючи поліоловий шлях, прогресивне накопичення кінцевих продуктів глікації (AGEs), шлях протеїнкінази C (PKC) і шлях гексозаміну, що призводе до розвитку мікроваскулопатії [3]. Крім того, має значення хронічне запалення низького ступеня, лейкостаз, нейродегенерація і реактивний гліоз клітин Мюллера, апоптоз перицитів і мітохондріальна дисфункція [3, 4].

Значна роль у ініціації цих процесів при ДР належить чисельним факторам росту, які регулюють клітинну міграцію, проліферацію та диференціювання [5]. Наприклад, трансформуючий фактор росту-β (TGF-β), фактор росту фібробластів та інсуліноподібний фактор росту регулюють товщину склери та впливають на виникнення та розвиток короткозорості. Неадекватна передача сигналу TGF-β була пов’язана з патологічним ангіогенезом, функцією судинного бар’єру, несприятливими запальними реакціями та фіброзом тканин [6].

Таким чином, при ДР порушення сигналінгу трансформуючого фактору росту β1 (TGF-β1) супроводжується патологічним ангіогенезом, порушенням гематоофтальмічного бар’єру, активацією запалення і фіброзу тканин.

Мета дослідження – шляхом нейромережевого моделювання встановити зв'язок вмісту TGF-β1 у сироватці крові та внутрішньоочній рідині (ВОР) з прогресуванням ДР при цукровому діабеті 2 типу (ЦД2).

Матеріали та методи. У дослідження було включено результати обстеження 102 осіб з ЦД2, яких за стадіями ДР розділили на 3 групи: 1 -а – з непроліферативною ДР (НПДР, 35 осіб), 2-а – з препроліферативною (ППДР, 34 особи) і 3-я – з проліферативною (ПДР, 33 особи). Контрольну групу склала 61 особа. У пацієнтів проводили стандартні офтальмологічні обстеження. Визначення TGF-β1 у сироватці крові і внутрішньоочній рідині (ВОР) проводили методом імуноферментного аналізу (Invitrogen Thermo Fisher Sci., США). Статистичний аналіз результатів проводили за допомогою пакета програм MedCalc (MedCalc SoftWare bvba, 1993-2013) та нейромережевій двошаровій моделі з лінійною PSP (PostSynaptic potential function).

Результати. Методом генетичного алгоритму відбору було виділено 3 ознаки, що були пов’язані з ДР: компенсація діабету та вміст Т GF-β1 в крові і ВОР. ЦД2 був компенсованим у 38 (37,3%) пацієнтів, тоді як у 65 (63,7%) некомпенсованим. Доля останнього була більшою при ПДР, ніж при НПДР і ППДР (p<0,05). При ПДР вміст ТGF-β1 у ВОР був суттєво більшим, ніж при НПДР і ППДР (p<0,05). На виділених ознаках було створено трифакторну модель класифікації, яка включала систему рівнянь, яка з точністю 100% прогнозувала ПДР. Загальна точність прогнозування моделі склала 88,2% (95% ВІ 80,4%-93,8%).

Висновок. У даному досліджені методом нейромережевого моделювання було показано значення для прогресування ДР до ПДР таких показників, як компенсація діабету та вміст ТGF-β1 у сироватці крові і ВОР.

Ключові слова: проліферативна діабетична ретинопатія; компенсація діабету; ТGF-β1; внутрішньоочна рідина; нейромережеве моделювання

Ключові слова: діабетична ретинопатія, цукровий діабет 2 типу, TGF-β1, rs1800470, TGFB1

Актуальність. Бактеріальний кератит (БК) є поширеним і небезпечним інфекційним ураженням ока, що загрожує зоровій функції. Цукровий діабет (ЦД) 2-го типу збільшує ризик розвитку БК, що підтверджується зростанням частоти інфекцій очей у хворих на ЦД. В умовах воєнного стану в Україні доступ до своєчасної офтальмологічної допомоги обмежений, що погіршує клінічний перебіг та ускладнює лікування БК у пацієнтів із ЦД 2-го типу. Сучасні методи, зокрема оптична когерентна томографія (ОКТ), дадуть змогу оцінити морфофункціональний стан рогівки й динаміку лікування. Мета: дослідити особливості етіологічних чинників, клінічного перебігу та частоти ускладнень бактеріального кератиту у пацієнтів із цукровим діабетом 2-го типу в умовах воєнного стану в Україні. Матеріали та методи. Під спостереженням перебували 57 пацієнтів (57 очей) з бактеріальним кератитом та ЦД 2-го типу. Аналізували етіологію, клінічні особливості, гостроту зору, показники ОКТ рогівки на момент звернення та в динаміці до 3 місяців. Статистичний аналіз виконували із застосуванням методів ANOVA, χ² та інших тестів із рівнем значущості p < 0,05. Результати. Найчастішими етіологічними чинниками були порушення режиму носіння контактних лінз (28,07 %), травматичне ураження рогівки сторонніми тілами (22,81 %), синдром сухого ока (17,54 %) та хімічні ушкодження (10,53 %). Відмічено поступове значуще покращення гостроти зору: некоригована гострота зору збільшилась у 5 разів, максимально коригована гострота зору — у 4 рази (p < 0,001). За даними ОКТ, відбулося вірогідне зменшення товщини рогівки (на 22 %), строми (на 25 %), а також товщини, ширини і площі інфільтрату (на 86–91 %) протягом 3 місяців лікування (p < 0,001). Найпоширенішими ускладненнями були помутніння рогівки (17,54 %), васкуляризація (12,28 %) і передній увеїт (8,77 %). Висновки. У пацієнтів із ЦД 2-го типу бактеріальний кератит найчастіше асоціюється з носінням контактних лінз та травмами рогівки. Виявлено значне покращення зорових функцій та морфологічних показників рогівки під час лікування. Отримані дані підкреслюють важливість своєчасної діагностики та адекватної терапії БК у пацієнтів із ЦД 2-го типу, особливо в умовах обмеженого доступу до медичної допомоги.

Ключові слова: бактеріальний кератит; цукровий діабет 2-го типу; етіологія; клінічний перебіг; ускладнення; воєнний стан