Az öregedés hatása a Pentacammal mért corneális paraméterekre egészségesekben, valamint könnybiomarkerek vizsgálata progresszív és nem progresszív keratoconusban

Absztrakt

Az öregedés fiziológiás folyamat, és néha nehéz megkülönböztetni az idő okozta biológiai változásokat a környezeti ártalmak következményeitől. Az életkorfüggő változások a szem minden struktúrájában kialakulnak, eltérő következményekkel. Számos korábbi tanulmány vizsgálta a corneális paraméterek normál, életkorral összefüggő változásait, ezek többsége keresztmetszeti vizsgálat volt, nem pedig longitudinális. A KC a cornea progresszív, ectatikus megbetegedése heterogén klinikai súlyossággal és változatos progresszióval. A legutóbbi tanulmányok azt sugallják, hogy pathogenezise összetett, genetikai, biomechanikai, biokémiai és környezeti rizikófaktorok /gyulladás, allergia, oxidatív stressz/ hatásának eredménye lehet. Célul tűztük ki a corneális Scheimpflug-paraméterek életkorral változó prospektív analízisét egészségesekben, valamint olyan immunmediátor kombinációk meghatározását, amelyek érzékenyen kimutathatják a KC progresszióját. Vizsgálatunk első részébe 35 önként jelentkező (14-67 év) egy-egy szemét vontuk be egy átlagosan 3,6 éves időintervallum alatt. Corneális paraméterek és indexek változását vizsgáltuk. A K1F és K2F szignifikáns csökkenést mutatott a megfigyelési időszak alatt, fiataloknál jelentősebb mértékben, mint időseknél. A magasabb értékek nagyobb stabilitást mutattak. A K1B értéke szignifikánsan csökkent az eltelt idő alatt. A csökkenés mértéke a kiindulási értéktől, illetve a vizsgált egyén korától függött: fiatalok esetében az alacsony értékek növekedtek, míg a magas értékek csökkentek. Az AstigB szignifikánsan csökkent, és egy kiindulási értékektől függő szignifikáns növekedést mutatott az alacsonyabb, valamint szignifikáns csökkenést mutatott a magasabb kezdeti értékek esetén. Az átlagos AxisB érték szignifikáns változást mutatott az eltelt idő alatt. A Pachy Min és CV értékek szignifikánsan csökkentek az életkor előrehaladtával, különösen a magasabb kiindulási értékű fiatal páciensek esetén. Az IHA és az IHD szignifikánsan növekedett. Tanulmányunk második részében 42 KC-s pácienstől gyűjtöttünk könnymintákat a kiindulási vizsgálatkor, valamint az egy éves kontrolkor. 13 mediátor koncentrációját vizsgáltuk CBA (cytometric bead array) segítségével. A Pentacam HR vizsgálat eredményei alapján a vizsgálatban részt vevő szemeket két csoportba: a non-progresszív, illetve a progresszív csoportba osztottuk. A megfigyelési periódus végén szignifikáns változásokat figyelhettünk meg az INFƴ, IL-13, IL-17A, CCL5, MMP-13, valamint a PAI-1 felszabadulásban a két csoport között. A változások öt Pentacam paraméterben pozitív korrelációt mutattak az INFƴ, IL-13, IL-17A, CXCL8, CCL5, TIMP-1 és t-PA változásaival. Azt találtuk, hogy a könny IL-13 és NGF koncentrációjának együttes vizsgálata a KC progresszióját 100%-os specificitással, és 80%-os szenzitivitással képes megjósolni. Első longitudinális tanulmányunk eredményei azt sugallják, hogy mindkét corneális felszín változik az életkorral. Eredményeink az elsők, melyek bemutatják, hogy az életkor, illetve a kiindulási értékek befolyásolják az életkorfüggő corneális változásokat. Második longitudinális vizsgálatunk eredményei hangsúlyozhatják a könny NGF és az IL-13 szint fontosságának szerepét a KC progressziójában. Aging is a physiological process and occasionally it is hard to differentiate between time dependent biological changes and damages from environmental insults. Age-related changes occur in all structures of the eye with various consequences. Several studies examined normal age-related changes of corneal parameters, most of what were cross sectional and not longitudinal in nature. KC is a progressive ectatic corneal disorder with heterogeneous clinical severity and varying progression. Recent studies suggest that the pathogenesis is related to a combination of genetic, biomechanical, biochemical and environmental risk factors including inflammation, oxidative stress and allergy. Our purposes were to prospectively analyze the age-related changes of corneal Scheimpflug parameters in healthy subjects and to find immunomediator combinations which could sensitively indicate KC progression. In the first part of our study thirty-five eyes of 35 volunteers (age 14–67 years) were investigated with an average interval of 3.6 years. Changes of corneal parameters and indices were analyzed. K1F and K2F decreased significantly during observation and showed stronger decrease in younger than in older individuals. Higher values proved to be more stable. K1B decreased significantly and the degree of decrease was dependent on its baseline value and age: in young subjects low values increased, high values decreased. AstigB decreased significantly and showed a baseline-dependent significant increase from lower and a significant decrease from higher initial values. Over time, the mean AxisB shifted significantly. PachyMin and CV decreased significantly with age, especially from higher baseline values in younger subjects. IHA and IHD increased significantly. In the second part of our study tear samples of 42 patients with KC were collected at baseline and at the end of the one-year follow-up. The concentrations of 13 mediators were measured by CBA (cytometric bead array). Based on Pentacam HR examination eyes were divided into a non-progressive and a progressive group. At the end of the follow-up significant differences were observed in the release of IFNγ, IL-13, IL-17A, CCL5, MMP-13 and PAI-1 between the two groups. Changes in five Pentacam parameters correlated positively with changes in IFNγ, IL-13, IL-17A, CXCL8, CCL5, TIMP-1 and t-PA. We found that tear level of IL-13 in combination with NGF can predict the progression of KC with 100% specificity and 80% sensitivity. The results of our first longitudinal study suggest that both corneal surfaces change significantly with age. We demonstrate for the first time that age and baseline values influence the age-related changes of corneal parameters. The findings of our second longitudinal study may underscore the importance of NGF and IL-13 tear levels in the prediction of keratoconus progression. To create the future’s progress new approaches are needed to complete the complex mechanism of normal aging of the cornea and also it’s pathological conditions. One of the fundamental theories of aging is the free-radical theory. Based on this, free radicals — reactive oxygen species (ROS) — are the main origin of aging by causing oxidative cellular injuries. On the other hand, oxidative stress induced cell damages play a crucial role in the pathomechanism of keratoconus. According to these observations further studies based on tear examinations are needed to understand the role of free radicals in the aging process and also in the progression of corneal ectatic disorders.

Leírás
Kulcsszavak
keratoconus, Pentacam, könny, tear, immunmediátor
Forrás