Vegf фактор роста эндотелия сосудов
В последние годы стали активно разрабатываться и внедряться инновационные методы консервативного лечения ретинопатии сетчатки, сопровождающейся неоваскуляризацией. Клиницистам стали доступны средства, способные блокировать сосудистый фактор роста эндотелия (vascular endothelial growth factor или VEGF), который считается ключевым звеном в процессе неоваскуляризации, а также сосудистой гиперфильтрации сетчатки. При этом, применение большинства из них, в сочетании со стандартной терапией, улучшает отдаленный прогноз заболевания.
Впервые о VEGF заговорили в 1983 году, как о факторе способствующем увеличению сосудистой проницаемости опухолей. VEGF относится к гомодимерным гликопротеинам и структурно сходен с фактором роста тромбоцитов. Он обладает способностью, связываться с 5 типами рецепторов, имеющих тирозин-киназную активность. Известно, что большинство физиологических и патологических процессов обусловлены нарушениями системы VEGF-VEGFR, включая эмбриогенез, регулирование женской репродуктивной функции, беременность, заживление ран, развитие диабетической ретинопатии, рост опухолей, возникновение ишемических болезней.
Также VEGF задействован в процессах раннего постнатального ангиогенеза. В сосудистой стенке взрослых, VEGF оказывает влияние на нескольких уровнях: как фактор, способствующий выживанию эндотелиальных клеток, повышает сосудистую проницаемость и обеспечивает свойства мощного вазодилятатора. Гломерулогенез и функции почечного гломерулярного фильтра в почках, также находятся под ген-зависимым строгим контролем VEGF.
Помимо физиологического, VEGF также имеет другие действия и эффекты, которые запускаются некими патогенетическими механизмами, но являются полезными и включают в себя возможность стимулировать образование коллатерального кровообращения, необходимого для выживания клеток, подвергшихся гипоксии, а также улучшение трофики в процессах заживления ран.
Сегодня анти-VEGF препараты нашли применение в адъювантном лечении метастазирующих опухолей. Ингибиторами VEGF считаются моноклональные антитела, которые способны селективно связываться с VEGF и блокировать его действие. Благодаря им, в опухолях подавляется неоангиогенез, лишая новообразования возможности дальнейшего роста. Данные последних исследований в этом направлении позволили предложить в качестве одного из методов консервативного лечения диабетической ретинопатии именно вещества с анти-VEGF свойствами. Благодаря этому, в современной клинической практике доступен ряд лекарственных препаратов, которые блокируют биологическое действие VEGF, это: Пегаптаниб (препарат-селективный ингибитор VEGF165), Бевацизумаб и Ранибизумаб (препараты- блокаторы любых VEGF изоформ).
Пегаптаниб – основное действующее вещество препарата Макуген, от Eyetech Pharmaceuticals⁄Pfizer, является связанным с полиэтиленгликолем нейтрализующим РНК-аптамером, который обладает максимально высоким аффинитетом (сродством и прочностью соединения) к VEGF165. В экспериментах на грызунах было доказано, что интравитреальное введение пегаптаниба значимо подавляет лейкостаз, ретинальную неоваскуляризацию, а также VEGF-опосредованную клеточную гиперфильтрацию. В США в 2004 году, Управление по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило применение пегаптаниба в терапии влажной формы возрастной макулодистрофии (ВМД).
Ранибизумаб – главный компонент препарата Люцентис от Genentech⁄Roche специально разработан для предупреждения возникновения процесса неоваскуляризации при ВМД посредством изменения структуры в крысиных длинноцепочечных моноклональных антителах. В отличие от вещества пегаптаниб, ранибизумаб способен связывать и подавлять биологический эффект любых VEGF-изоформ человека. В экспериментально созданной у нечеловекообразных обезьян модели лазер-индуцированной хориоидальной неоваскуляризации, интравитреальное введение ранибизумаба блокировало возникновение новых сосудов, одновременно уменьшая сосудистую проницаемость уже существующих сосудов. В 2006 году FDA одобрил к применению в США препаратов на основе ранибизумаба при отечной влажной форме ВМД.
Бевацизумаб – активное действующее вещество препарата Авастин, от Genentech⁄ Roche, создан из антител к VEGF лабораторных мышей. Подобно ранибизумабу он обладает способностью связывать все VEGF-изоформы. Несмотря на небольшое число проведенных рандомизированных исследований, бевацизумаб применяют в качестве интравитреальных инъекций для лечения процесса неоваскуляризации при влажной форме ВМД, правда, официального одобрения, данное вещество еще не получило.
Данные результатов клинических исследований использования анти-VEGF препаратов
Системное применение в качестве внутривенных вливай. Имеются данные результатов только одного исследования внутривенного применения бевацизумаба, связанного с офтальмологической патологией. Это лечение 18 пациентов страдающих неоваскулярной ВМД. В данном неконтролируемом исследовании применявшаяся доза препарата составляла 5 мг/кг в 1, 2 и 3 инъекциях, которые выполнялись с интервалом в 2 недели. Острота зрения пациентов в ходе исследования повышалась уже спустя две недели от начала введения препарата и сохранялась на достигнутом уровне в течение 24 недель наблюдения. К концу исследования было выявлено значимое уменьшение толщины сетчатки. При этом, только шести лечившимся пациентам, за период наблюдения проводилась дополнительная терапия. Несмотря на полученные впечатляющие результаты исследования, его не планировали с целью выявления возможного побочного действия.
Интравитреальное введение. Достаточно масштабные клинические исследования были проведены на предмет применения пегаптаниба и ранибизумаба у пациентов с ВМД. Было выявлено, что пегаптаниб обладает меньшей эффективностью, чем ранибизумаб. Однако, применение его связано с меньшими рисками возникновения нежелательных последствий. Так по результатам трех центральных исследований с применением ранибизумаба получены данные об увеличении частоты случаев сердечно-сосудистых нарушений, в том числе инсультов и кровотечений, хотя данное повышение статистически не было значимым.
В нескольких проведенных исследованиях сообщается о выявлении положительных результатах лечения больных с сахарным диабетом. В двойном слепом проспективном контролируемом многоцентровом дозозависимом исследовании, которое охватило 172 пациента, страдающих диабетическим макулярным отеком, участники получали пегаптаниб и к концу исследования (через 36 недель) имели лучший прогноз по функции зрения. Было установлено уменьшение толщины центральной сетчатки и меньше случаев потребовали проведения дополнительного лазерного лечения.
В настоящий момент бевацизумаб применяется многими офтальмологами мира в качестве предоперационной терапии пролиферативной ДР перед витрэктомией.
Нежелательные эффекты от введения ингибиторов VEGF
Анти-VEGF препараты вводят внутрь стекловидного тела непосредственно через прокол склеры, однако их проникновение в системный кровоток все же возможно. В свою очередь, это может привести к возникновению нежелательных системных проявлений. При этом, как маркеры системного влияния анти-VEGF препаратов, могут рассматриваться гипертензия и протеинурия, которые выявляются особенно часто при применении последних в лечении онкологических заболеваний. Повышение артериального давления становится следствием повышения уровня периферического сосудистого сопротивления из-за подавления выработки эндотелиальными клетками оксида азота, образование которого стимулирует VEGF посредством активации NO-синтазы, но также объяснимо изменением почечной функции. Прочие потенциальные осложнения, которые наблюдались в результате применения анти-VEGF, включают подавление процессов регенерации мышечной ткани с ремоделированием миокарда, бесплодие, изменение процесса заживления ран с формированием коллатерального кровообращения, кровотечения в ЖКТ.
Таким образом, потенциально возможные системные эффекты применения ингибиторов VEGF (включая, гипертензию, протеинурию, нарушения заживления раневых поверхностей, коллатерального кровообращения и пр.) могут быть опасны, особенно у лиц с сахарным диабетом.
Среди офтальмологических проявлений анти-VEGF препаратов, стоит отметить эндофтальмит, повреждения хрусталика и отслойку сетчатки, как наиболее часто отмечавшиеся. Серьезные осложнения, возникающие в ответ на интраокулярные введения препаратов, встречаются довольно редко. При этом, кумулятивный риск намного выше у лиц с сахарным диабетом, которые много лет требуют повторного лечения.
Помимо побочных эффектов от самой интравитреальной инъекции, возникают иные потенциальные нежелательные эффекты, развитие которых обусловлено подавлением действия VEGF. Необходимо отметить, что образованный пигментными ретинальными клетками VEGF обеспечивает функции хориокапилляров и обладает нейропротективным действием при ишемии сетчатки. Интересно, что когда для подавления VEGF применяли пегаптаниб, который не способен связываться с VEGF120 (или VEGF121 человека), уменьшения числа ганглиозных ретинальных клеток не выявлялось.
Очень часто, при интравитреальном введении бевацизумаба (блокирующего любые известные формы VEGF) никакого токсического действия на ганглиозные ретинальные клетки не наблюдается. Однако стоит отметить, что до настоящего момента не получено доказательств его повреждающего воздействия на сетчатку, которое можно было бы выявить при световой микроскопии. И тем не менее митохондриальные разрушения внутренних сегментов фоторецепторов (выявленное в результате электронной микроскопии), а также усиление апоптоза было отмечено в эксперименте на глазах крыс после интравитреального введения препарата.
На сегодняшний день, разработки ингибиторов VEGF, подавляющих патологические эффекты VEGF с одновременным сохранением нейропротективного действия, продолжаются, и это наверняка станет значимым прорывом при обеспечении безопасности новых лекарственных средств.
Заключение
Интравитреальный метод введения анти-VEGF растворов препаратов, применяется как эффективный путь доставки лекарственного средства непосредственно к сетчатке. По предварительным результатам, лечение пациентов с ДМО, ВМД, а также пролиферативной ДР дали весьма обнадеживающие и убедительные результаты. Однако интравитреальные инъекции, являются инвазивными процедурами и связаны с потенциальным риском возникновения кровотечений, эндофтальмита, отслойки сетчатки.
Анти- VEGF вещества: пегаптаниб, ранибизумаб, бевацизумаб, сегодня доступны в качестве офтальмологических препаратов. Пока их применение является лишь дополнением к традиционному лечению. Использование их позволяет улучшить прогноз лечения, уменьшить потребность в выполнении лазеркоагуляции сетчатки. Дает возможность провести предоперационную подготовку витрэтомии или антиглаукоматозной операции, а также снизить риск потенциальных послеоперационных осложнений.
Однако, любое длительное лечение, способное повышать прогрессирование сердечно-сосудистых нарушений, требует выполнения дополнительных клинических исследований, которые направлены не на выявление положительных эффектов, а на уточнение риска развития системных осложнений, особенно для пациентов с сахарным диабетом.
Препараты из группы антиVEGF
Обратившись в “Московскую Глазную Клинику”, Вы сможете пройти обследование на самом современном диагностическом оборудовании, а по его результатам – получить индивидуальные рекомендации ведущих специалистов по лечению выявленных патологий.
Клиника работает семь дней в неделю без выходных, с 9 до 21 ч. Записаться на прием и задать специалистам все интересующие Вас вопросы можно по многоканальному телефону 8 (800) 777-38-81 (бесплатно для мобильных и регионов РФ) или онлайн, воспользовавшись соответствующей формой на сайте.
Запишитесь на прием к врачу офтальмологу
Заполните форму и получите скидку 15 % на диагностику!
Источник
Изучение молекулярных механизмов управления процессами неоваскуляризации представляет собой одну из наиболее актуальных медико-биологических тем на протяжении более полувека. Сам термин «ангиогенез» был впервые введен британским хирургом Джоном Хантером в 1787 г. В 1971 г. J. Folkman впервые высказал концепцию, что рост опухоли зависит от ангиогенеза. Однако научному обществу потребовалось десятилетие, чтобы признать ее. Впервые эндотелиальный фактор был выделен G. Dvorak в 1983 г. как вещество, способствующее усилению проникновения сосудов в ткани опухоли. Была выдвинута гипотеза о том, что васкулогенез заживающих ран и опухолевой ткани схож и в большей степени зависит от отложения в строме фибрина, чем от прямого влияния факторов ангиогенеза. Обнаружение в ткани опухоли субстанции, влияющей на выход в межклеточное пространство белков плазмы крови и способной к диффузии, подтвердило их предположение. Данное вещество было названо фактором проницаемости сосудов (VPF) [1]. В 1989 г. французским медиком N. Ferrara было доказано влияние на ангиогенез этой субстанции [2-4]. Параллельно были выделены еще два вещества, названные васкулотропином и сосудистым эндотелиальным фактором роста (VEGF). Через некоторое время было выяснено, что VPF и VEGF одно и то же вещество [5].
Представители семейства VEGF взаимодействуют с клеткой через три основных тирозинкиназных рецептора: VEGFR1, VEGFR2, VEGFR3. Также существует два нетирозинкиназных рецептора, усиливающих активационный сигнал, но не передающих его в клетку. Это нейролипин-1 (NRP-1) и нейролипин-2 (NRP-2), при этом NRP-1 является корецептором VEGFR2, а NRP-2 – корецептором VEGFR3 [6,7].
По своей структуре VEGF является гепаринсвязывающим гомодимерным гликопротеидом с молекулярной массой 45 кДа. Семейство факторов VEGF состоит из VEGF А, VEGF В, VEGF С, VEGF D и плацентарного фактора роста, связанного с хромосомой 6р [8]. Многие патологические и физиологические процессы в органах и тканях протекают с участием этих факторов (см. рисунок) [9].
Семейство васкулоэндотелиальных факторов роста и его рецепторы [34].
VEGF, А играет ведущую роль в регуляции ангиогенеза. Синтез этого фактора активируется в условиях гипоксии за счет увеличения периода полураспада матричной мРНК от 3 до 8 раз, а также за счет усиления транскрипции гена. При длительно существующей ишемии происходит накопление как самого фактора, так и мРНК, что доказывает положительную обратную связь между ишемией и синтезом VEGF [10-14].
Существует несколько основных форм VEGF, А у человека: VEGF 121, VEGF 145, VEGF 148, VEGF 162, VEGF 121, VEGF 165b, VEGF 183, VEGF 189, VEGF 206. VEGF 165 качественно и количественно преобладает над другими изоформами [8, 10, 15]. Он может депонироваться в межклеточном пространстве и обладает способностью к диффузии, но 50-70% фактора находится в связанной форме. Выделяемые в процессе ангиогенеза плазмин и другие протеазы могут отщеплять аминокислотные остатки у VEGF 165 и VEGF 189, давая им способность к диффузии [16].
Ткани глаза могут самостоятельно синтезировать факторы роста. Известна роль VEGF в образовании сосудов у эмбриона [10, 17]. Рецепторы к фактору роста обнаружены на эндотелии и перицитах сосудов сетчатки и хориоидеи, глиальных клетках и пигментном эпителии сетчатки, на клетках эндотелия роговицы [10, 11, 18]. В норме выработка мРНК VEGF выявлена в тканях глаза с максимальной его концентрацией в цилиарном теле, конъюнктиве, пигментном эпителии сетчатки, сосудистой оболочке, хрусталике [18]. Синтез VEGF в сетчатке осуществляется перицитами, эндотелием сосудов, ганглиозными и мюллеровскими клетками сетчатки [19]. Экспериментально доказано, что угнетение синтеза VEGF, А в клетках пигментного эпителия приводит к нарушению формирования хориокапиллярного слоя сосудистой оболочки [20]. В пользу связи между пигментным эпителием сетчатки и хориокапиллярами сосудистой оболочки говорит тот факт, что выработка ростового фактора на базолатеральной поверхности пигментного эпителия в 2-7 раз выше, чем на апикальной [21].
К настоящему времени проведено достаточное количество исследований, подтверждающих влияние VEGF на проницаемость сосудистой стенки. Invitro VEGF при введении в мышечную ткань или кожу усиливает проницаемость посткапиллярных венул и капилляров, вызывая фенестрацию эндотелия путем активации протеинкиназы С. Процесс фосфорилирования при участии этого фермента структурных белков межэндотелиальных плотных соединений окклюдина и zona occluden 1 приводит к образованию «окончатых дефектов». Введение экспериментальным животным ингибитора протеинкиназы С предотвращало данные изменения [22-25].
Роль VEGF, А в патогенезе диабетической ретинопатии
Интравитреальное введение рекомбинантного VEGF человека вызывает повышение проницаемости сосудов сетчатки, появление отека, микроаневризм, «четкообразности» вен, кровоизлияний, зон капиллярной окклюзии, неоваскуляризации сетчатки и радужки с последующим развитием тракционной отслойки сетчатки и неоваскулярной глаукомы у кроликов и приматов [26-30]. Установлено, что по влиянию на проницаемость сосудистой стенки VEGF в 50 000 раз сильнее гистамина [31].
Затрудненный адгезированными лейкоцитами кровоток являетcя одним из звеньев в патогенезе возникновения ишемических зон.Доказано, что VEGF влияет на лейкостаз в ретинальных сосудах путем повышения синтеза клетками эндотелия молекулы межклеточной адгезии (ICAM-1) [32-35].
Результаты отдельных исследований свидетельствуют о том, что, возможно, действие VEGF в инициации диабетического поражения сетчатки запускается на самых ранних сроках развития заболевания. Согласно наблюдениям ряда исследователей, у больных сахарным диабетом (СД), но без признаков диабетической ретинопатии (ДР), регистрируют не высокие, а напротив, низкие уровни VEGF во влаге передней камеры по сравнению с аналогичным показателем у пациентов, не страдающих СД [27, 36, 37]. Уровень VEGF во влаге передней камеры коррелирует с его уровнем в стекловидном теле [38]. Снижение активности VEGF не совсем безопасно для жизнедеятельности эндотелиоцитов, перицитов, глиальных клеток и нейронов сетчатки и может привести к усилению апоптоза указанных клеток [39-41]. Клинически усиление апоптоза проявляется образованием ацеллюлярных капилляров, их облитерацией и формированием ишемических зон в сетчатке [42], ранними нейродегенеративными процессами в сетчатке [39, 43]. По мнению же N. Chaturvedi и соавт., а также других исследователей, причиной снижения активности VEGF может быть нарушение активности его рецепторов на поверхности клеток в ответ на недостаточность инсулина или инсулинорезистентность [44, 45]. Возможно, подобный механизм дополняет нарушения, инициированные другими повреждающими механизмами, или, являясь следствием инсулинорезистентности, проявляется даже несколько раньше.
Противоречивыми представляются также данные исследований уровня VEGF при непролиферативной стадии ДР (НПДР). У мышей с СД регистрируют повышение VEGF во всех слоях сетчатки еще до развития пролиферативной ДР (ПДР) [46, 47]. Вместе с тем, учитывая тот факт, что в доклинической стадии заболевания уровень VEGF был ниже нормы, как зарегистрировано в исследованиях L. Aliello, K. Selim, А.Г. Кузьмина и др., то его нормальные уровни при НПДР являются уже относительно повышенными и могут инициировать такие клинические проявления НПДР, как микроаневризмы и интраретинальный отек. Только несколько позже, в ответ на формирование ишемических зон и повреждающее действие отмеченных выше факторов, инициируется очередной, иногда менее выраженный пик VEGF, регистрируемый при ПДР или диабетическом макулярном отеке (ДМО) [20, 22, 37, 48].
Согласно общепринятым взглядам, повышение VEGF обусловливает повреждение гематоретинального барьера, повышенную проницаемость сосудистой стенки, усиленную пролиферацию эндотелиальных клеток с формированием микроаневризм, а в пролиферативной стадии – рост новообразованных сосудов [3]. Вышеизложенное дает основание полагать, что экспрессия VEGF проходит последовательные фазы в зависимости от стадии основного заболевания: от депрессии в доклинической стадии ДР до выраженной экспрессии при ПДР и ДМО [49, 50].
Одной из характерных особенностей артериогенеза является способность моноцитов мигрировать в нужном направлении по градиенту концентрации VEGF. В результате проведенных исследований можно сказать, что VEGF, А является не только ведущим фактором ангиогенеза, но и критерием прогноза сосудистых катастроф в организме человека.
VEGF B, в отличие от VEGF А, гораздо менее изучен. Известно, что максимальная концентрация фактора присутствует в сетчатке, головном и спинном мозге, гладкой мускулатуре миокарда. Имеет сродство к VEGFR1 и его корецептору NP-1 [51, 52].
Оказывая мощный нейропротекторный эффект, VEGF B блокирует апоптоз ганглиозных клеток сетчатки и головного мозга. Этот эффект используется для выявления новых возможностей лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и острое нарушение мозгового кровообращения [51-56].
Доказано, что VEGF B не оказывает влияния на проницаемость сосудистой стенки и рост сосудов [57]. Однако, по мнению других ученых, поддерживая жизнеспособность гладкомышечных клеток перицитов, он работает не как «ангиогенный» фактор, а как фактор «выживания», блокируя который, мы опосредовано воздействуем на ангиогенез [58].
VEGF С и D вырабатываются в сердце, мышцах, яичнике, тонкой кишке. Они имеют сродство к VEGFR-2 иVEGFR3-рецепторам. Максимальная экспрессия VEGF С в эндотелии лимфатических сосудов позволяет считать ее маркером лимфоангиогенеза, тем самым играя важную роль в онкологических заболеваниях кроветворной системы. Вместе с тем, по мнению некоторых ученых, VEGF С является «сигналом» (маркером) метастазирования опухоли, а соотношение VEGF С/VEGF D служит патологическим маркером поражения лимфатических узлов [59, 60].
Несмотря на то, что к настоящему времени накопилось большое количество молекулярно-генетических, иммунологических исследований, посвященных роли семейства VEGF в развитии различных патологических процессов, многие аспекты влияния этих факторов и взаимодействия между собой требуют дальнейшего изучения, что позволит оказывать прецизионное воздействие на любой сложный патологический процесс, сократив до минимума побочные эффекты.
Источник