Возрастная макулярная дегенерация (ВМД) — сложное многофакторное заболевание, возникающее в результате дисфункции и дегенерации ретинального пигментного эпителия (РПЭ), хориокапилляров и гибели фоторецепторов. Точный механизм патогенеза неизвестен, но он принципиально различается при разных ее формах, которые характеризуются дисфункцией и/или гибелью компонентов комплекса «фоторецепторы — РПЭ — мембрана Бруха — хориокапилляры», поскольку они взаимно и функционально интегрированы. Образование друз и гиперпигментация вследствие дисфункции РПЭ при аваскулярной ВМД могут прогрессировать до географической атрофии с резорбцией друз и гипопигментацией, обусловленной потерей РПЭ, при этом дисфункция и деструкция фоторецепторов и хориокапилляров являются вторичными. При неоваскулярной ВМД (нВМД) нарушение микроциркуляции и потеря хориокапилляров являются одной из важных первичных причин поражения, что подтверждается снижением кровоснабжения вследствие стеноза магистральных сосудов [1, 2]. Ишемия и гипоксия — основные причины, обусловливающие накопление провоспалительных молекул, когда исходно интактный РПЭ начинает экспрессию ангиогенных факторов, включая фактор роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor, VEGF), которые становятся причиной развития хориоидальной неоваскуляризации (ХНВ) [3, 4].

Старение сетчатки и его связь с возрастной макулярной дегенерацией

Старение остается наиболее важным и твердо установленным фактором риска ВМД. При оптической когерентной томографии видно общее истончение слоев с известным утолщением комплекса «РПЭ — мембрана Бруха», изменение кровотока сетчатки/хориоидеи с заметным снижением плотности сосудов с возрастом [5]. Эти изменения потенциально могут привести к дальнейшему неконтролируемому накоплению продуктов жизнедеятельности сетчатки, делая ее более восприимчивой к паравоспалительным процессам. Старение может быть вызвано многими факторами, сопровождается подавлением роста клеток и приводит к секреторному фенотипу старения, который опосредован секрецией и высвобождением факторов роста, цитокинов, хемокинов, протеаз и других молекул, способствующих развитию и прогрессированию заболевания. Хотя стареющие клетки не являются пролиферативными, они остаются метаболически активными. Предполагается, что секреторный фенотип старения распространяется от клетки к клетке, что называется паракринным старением, особенно когда способность иммунной системы удалять стареющие клетки становится недостаточной [6].

Процессы старения макулы особенно интересны, так как нейросенсорная сетчатка и РПЭ высоко дифференцированы и не имеют способности к пролиферации, обладают высокой метаболической активностью, зависящей от перфузии сосудов, постоянно подвергаются воздействию большого количества генерируемых светом активных форм кислорода.

Широко обсуждается снижение с возрастом экспрессии нейротрофических факторов, играющих важную роль в поддержании целостности и функций нейронов и способствующих выживанию и регенерации во время старения и при возрастных заболеваниях. Их оптимальный баланс обеспечивает взаимодействие между нейронами, микроглией и клетками Мюллера, при этом широкий диапазон критически важных функций нейротрофинов достигается с помощью разнообразных сигнальных механизмов [7]. Основные патофизиологические процессы, которые в итоге приводят к ВМД, сложны, но старение и воспаление являются общими определяющими факторами.

Нарушение метаболической активности и окислительный стресс

Накопление липофусцина в клетках РПЭ происходит вследствие нарушения рециркуляции витамина A в зрительном цикле. Один из основных компонентов липофусцина — бисретиноид N-ретинил-N-ретинилиденэтаноламин (A2E), являющийся цитотоксическим продуктом жизнедеятельности. A2E образуется вследствие конденсации с молекулой фосфатидилэтаноламина, которая не может быть расщеплена ферментативно, накапливается и приводит к усилению апоптоза и гибели клеток РПЭ. N.P. Boyer и соавт. [8] показали, что липофусцин происходит из свободного 11-цис-ретиналя, который непрерывно поступает в фоторецепторы для регенерации родопсина и обновления их наружных сегментов. Липофусцин содержит окисленные сшитые белки, липиды с небольшим количеством сахаридов и металлов. A2E накапливается в стареющих клетках РПЭ и активирует провоспалительные молекулы и VEGF, которые являются элементами секреторного фенотипа старения. Было обнаружено, что культивируемые клетки микроглии сетчатки способны интернализировать экзогенный A2E и переходить в активированные формы с провоспалительным профилем, что индуцирует отложение продуктов активации фактора комплемента, ведущих к дальнейшему апоптозу фоторецепторов [8]. J. Liu и соавторы показали, что липофусцин-опосредованное образование окислителей с участием железа происходит в стареющих фибробластах независимо от митохондрий и является токсичным для этих клеток [9], что доказало дополнительную связь цитотоксичности липофусцина со старением через механизм, включающий окислительно-восстановительные реакции. Сетчатка постоянно подвергается прооксидантным стимулам, генерация активных форм кислорода (АФК) происходит при каждом световом воздействии и является побочным продуктом митохондриальной цепи переноса электронов. Клетки РПЭ обогащены митохондриями, необходимыми для окислительного фосфорилирования и аэробной продукции аденозинтрифосфата. Длительное воздействие окислительного стресса может способствовать дисфункции сетчатки, вызванной накоплением окислительного повреждения, индуцирующего развитие воспаления, которое дополнительно усиливается как стерильными, так и патоген-ассоциированными стимулами. В сетчатке повышенная активность АФК способствует ангиогенезу, увеличивает адгезию лейкоцитов и сосудистый ликедж; ингибирование активности АФК, напротив, тормозит хориоидальную неоваскуляризацию и блокирует сверхэкспрессию VEGF [10].

Роль дисфункции митохондрий и длины теломер

Митохондриальные дисфункции в РПЭ могут быть критической причиной патогенеза ВМД. Индуцированная синим светом митохондриальная фрагментация коррелирует с подавлением экспрессии митохондриально-формирующих белков. Митохондрии очень динамичны и постоянно подвергаются делению и слиянию, что важно для поддержания гомеостаза. Митохондриальные дисфункции характерны для тканей с высоким уровнем метаболизма, показана их связь с нейродегенерацией при старении, дефиците энергетического метаболизма, болезнях Альцгеймера, Паркинсона. Митохондрии содержат свою собственную митохондриальную ДНК, наследуемую по материнской линии, повреждение или деградация которой связаны с возрастными заболеваниями, включая ВМД. Митохондриальная ДНК особенно уязвима для окислительного повреждения, поскольку не защищена гистонами, обладает менее эффективной системой репарации ДНК и расположена близко к цепи переноса электронов, производящей АФК. Митохондрии в основном удовлетворяют потребности клеток в энергии, производя аденозинтрифосфат посредством окислительного фосфорилирования, цикла лимонной кислоты и β-окисления. РПЭ также метаболизирует жирные кислоты с синтезом β-гидроксибутирата в качестве вспомогательного источника энергии [11]. Синтез помогает снизить стресс, а деление необходимо для создания новых митохондрий. Деление также способствует контролю качества, позволяя удалять поврежденные митохондрии, и может способствовать апоптозу или их устранению путем аутофагии [12], нарушение которой способствует усилению окислительного стресса и повреждению клеток, катализирует агрессивное течение ВМД. Снижение репликативной способности клеток из-за укорочения теломер и накопление соматических мутаций как в ядерной, так и в митохондриальной ДНК были идентифицированы как важные для процесса старения механизмы. Было показано, что длина теломер действует как «биологические часы»: ее уменьшение коррелирует с биологическим возрастом и повышенным риском заболеваний, связанных со старением. Соматические клетки укорачивают свои теломеры с каждым клеточным делением, что приводит к их критическому состоянию и, как следствие, репликативному старению. Активация теломеразы — фермента, способного удлинять теломеры, — может быть значимой для поддержания их функции и деятельности. Теломераза представляет собой клеточную обратную транскриптазу, РНК-зависимую ДНК-полимеразу, которая добавляет теломерные ДНК к теломерам благодаря своей внутренней матрице РНК [13, 14]. J. Wang и соавторы обосновали положение, что фотосенсибилизация A2E может приводить к старению клеток РПЭ за счет индукции повреждения ДНК в теломерных структурах, и предположили, что теломеры могут быть нацелены на A2E, чтобы вызвать повреждение ДНК, поскольку была показана роль этого флуорофора в выработке продуктов окислительного стресса [15].

Повреждение сетчатки и воспаление

Накопление продуктов обмена — первый уровень выдвинутой M.P. Rozing и соавторами двухуровневой гипотезы старения при ВМД, обусловлен взаимосвязью между потребностью в интенсивном обеспечении зрительного цикла и необходимостью непрерывного выведения продуктов жизнедеятельности [16]. J. Huang и соавт. [17] показали, что накопление клеточных дефектов с возрастом может вызывать воспалительную реакцию, которая усиливает уже имеющиеся повреждения, но в отличие от приобретенной или адаптивной иммунной системы активация врожденной иммунной системы не является патоген-специфичной, а активируется так называемыми патоген-ассоциированными молекулярными паттернами (pathogen-associated molecular pattern, PAMP), когда клетки высвобождают большое количество цитокинов, которые активируют и/или стимулируют другие иммунные клетки, чтобы устранить источник воспалительной реакции. В норме иммунная система способна отличить PAMP от факторов хозяина, но в результате повреждения клеток или постоянного воздействия вредных раздражителей возникают аномальные молекулярные комплексы. Эти факторы хозяина воспринимаются как сигналы опасности и называются связанными с опасностями молекулярными паттернами (damage-associated molecular pattern, DAMP). Подобно PAMP, DAMP могут активировать рецепторы врожденных иммунных клеток и запускать высвобождение воспалительных цитокинов. Примерами DAMP являются кристаллы холестерина, избыток глюкозы, церамиды, амилоиды и ураты, которые накапливаются с возрастом. Все это приводит к возникновению ишемической и провоспалительной среды, склонной к развитию заболевания в контексте запрограммированной/врожденной воспалительной реакции и/или факторов окружающей среды. Многочисленные исследования показали, что воспалительные процессы, включая врожденный иммунный ответ, активацию микроглии и паравоспаление, локально происходящие в сосудистой оболочке, РПЭ и нейроретине, чрезвычайно важны для развития возрастных изменений, их прогрессирования и развития продвинутых стадий ВМД [18, 19].

Роль ретинального пигментного эпителия и хориоидеи в формировании воспалительного ответа

Показано, что РПЭ может продуцировать множество провоспалительных цитокинов и хемокинов, в том числе VEGF. Накопление базальных линейных и ламинарных отложений в мембране Бруха с высокой концентрацией липидов и накопление конечных продуктов гликирования (advanced glycation end products, AGE) также способствуют инициации воспалительного каскада за счет взаимодействия с его рецептором AGE (RAGE), обнаруженным на эндотелиальных клетках или лейкоцитах [20]. РПЭ является основным источником активации комплемента в сетчатке. Иммуноцитохимический анализ друз выявил значительное количество компонентов комплемента, таких как C3, C5, C9, факторы комплемента F и H (CFF, CFH) и комплекс мембранной атаки (membrane attack complex, MAC), которые являются триггерами секреции воспалительных цитокинов, включая интерлейкин-1β (IL-1β), IL-6, IL-8, гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора и MCP-1 из РПЭ, ангиогенных факторов, таких как VEGF, трансформирующий фактор роста β2 (transforming growth factor β2, TGF-β2) и фактор роста фибробластов β (fibroblast growth factor β, FGF-β) [21]. Комплемент обильно экспрессируется в сосудистой оболочке [22], и MAC расположен в сосудистой оболочке, а не в сетчатке или РПЭ [23]. Важно отметить, что люди с генотипом CFH, кодирующим высокий риск развития ВМД, имеют сверхэкспрессию MAC в сосудистой оболочке, и это указывает на наличие серьезной провоспалительной деструктивной среды в хориоидее, которая экспрессирует интегрины — молекулы межклеточной адгезии 1-го типа (intercellular adhesion molecule 1, ICAM-1), способствующие расширению пула воспалительных клеток. Подобное распределение как MAC, так и интегринов может быть исходно полезным для усиления и нормализации фагоцитоза, но постепенно перерастает в разрушительную провоспалительную среду. Окислительный стресс способен сделать РПЭ более восприимчивым к повреждениям, связанным с комплементом [24]. Клетки РПЭ при окислительном стрессе демонстрируют сниженную экспрессию CD55 и CD59 и повышенную экспрессию CFH. В РПЭ секреция VEGF может увеличиваться в 100 раз за счет синергизма между каскадом комплемента и окислительным стрессом. В сетчатке/РПЭ/хориоидее человека существует система регуляции комплемента с компонентами C1qb, C1r, C2, C3, C4, фактор комплемента B (CFB) и CFH [22]. Показано, что экспрессия комплемента регулируется цитокинами и хемокинами, такими как фактор некроза опухоли α (tumor necrosis factor α, TNF-α), интерферон-γ (IFN-γ), IL-27 в РПЭ [24].

Поддержание клеточного гомеостаза

Аутофагия — процесс прижизненной утилизации (деградации с помощью лизосом) измененного метаболитами содержимого цитоплазмы для поддержания клеточного и энергетического гомеостаза — необходима для «запрограммированного выживания клетки», но может активироваться в условиях окислительного и метаболического стресса, воспаления и гипоксии. Аутофагический поток увеличивается с возрастом и на ранних стадиях ВМД, затем перегружается и определяет ее прогрессирование на поздних стадиях, что подтверждено накоплением аутофагосом и уменьшением количества лизосом в сетчатке, снижением лизосомальной активности и нарушением аутофагического клиренса, повышенным повреждением митохондрий. В клетках РПЭ обнаружена корреляция повышенного образования липофусцина со снижением аутофагии, что приводит к случайному накоплению агрегации белков и липидных капель, митохондриальной дисфункции, усилению окислительного стресса и дальнейшему повреждению клеток [12]. Наружные сегменты фоторецепторов постоянно фагоцитируются с помощью РПЭ (гетерофагия). Если пул РПЭ уменьшается или стареет, нагрузка на оставшиеся клетки становится еще больше, что может привести к агрегации липофусцина в лизосомах, нарушению структуры и гибели клеток. Основными путями гибели фоторецепторов и РПЭ являются некроз и апоптоз, а также пироцитоз.

Апоптоз — это запрограммированная гибель клеток, включающая в себя ингибирование роста и деления, которая активируется экспрессией различных провоспалительных белков, что влечет за собой контролируемую смерть без утечки их содержимого в окружающую среду, которая привела бы к разрушению клеточной мембраны. Апоптоз обеспечивает поддержание клеточного гомеостаза, стимуляцию клеточной регенерации. Апоптотические клетки утилизируются соседними клетками эндотелия, фибробластами, макрофагами. Длительно протекающий процесс апоптоза в очаге воспаления может привести к формированию фиброза, что связывают со способностью макрофагов, фагоцитировавших апоптотические клетки, секретировать TGF-β2 и другие факторы. Процесс апоптоза инициируется как внутренними, так и внешними механизмами: внутренний зависит от факторов, секретируемых митохондриями; внешний путь активируют стрессоры, такие как гипоксия, токсины, радиация, АФК и вирусы.

Пироптоз — это процесс некротической запрограммированной гибели клеток, при котором в результате воспаления происходит нарушение целостности плазматической мембраны и быстрое высвобождение наружу содержимого клетки. Характерной чертой пироптоза является зависимое от каспазы-1 активное выделение клеткой IL-1β и IL-18, что приводит к воспалению [25] и замыкает «порочный круг».

Чтобы приспособить к практике эти различные патофизиологические механизмы, M.P. Rozing и соавторами разработана модель, демонстрирующая, как различные факторы риска могут вписываться в два разных, но последовательно действующих механизма: случайное накопление повреждений и последующую воспалительную реакцию хозяина [16]. Случайное накопление молекулярных повреждений — первый шаг в развитии возрастных нарушений и неизбежный побочный эффект метаболизма. Этот процесс может быть ускорен стрессом, неблагоприятными условиями окружающей среды. Дальнейшее развитие процесса зависит от последующей воспалительной реакции хозяина (второй этап), который определяется различиями в характеристиках иммунологического ответа индивидуума, обусловленными как врожденными, так и возрастными изменениями иммунной системы. При наличии генетических вариантов, повышающих активность комплемента, или возрастных повышенных уровней факторов комплемента друзы могут вызвать немедленную активацию системы комплемента, что инициирует воспалительный каскад. Кроме роли секреторного фенотипа старения на уровне РПЭ доказана роль хронического вялотекущего системного воспаления.

Провоспалительный фон и системное воспаление

Ряд исследователей продемонстрировали повышенную активацию системного комплемента у пациентов с ВМД, сформулировав гипотезу, которая предполагает, что «ВМД является системным заболеванием с местным проявлением болезни в стареющей макуле». А.В. Шевченко и соавторами показано, что носители разных генотипов в полиморфных регуляторных участках генов обладают различным базовым уровнем продукции цитокинов, что, в свою очередь, может оказывать влияние на характер развития патологического процесса [25]. Риск развития ВМД увеличивается у носителей генетических вариантов, которые влияют на различные аспекты системы комплемента: негативную регуляцию активации комплемента CFH и CFI, образование конвертазы (CFB), C2 и C3, а также на образование MAC (C5b-9) [21]. Полиморфизм Y402H в гене, кодирующем CFH, является регулятором альтернативного пути комплемента. Гетерозиготные носители варианта риска CC имеют повышенный в 2—4 раза риск ВМД, в то время как у носителей гомозигот риск увеличивается в 3—7 раз. Полиморфизм риска CC связан с повышенными системными уровнями провоспалительных цитокинов: IL-6, IL-18 и TNF-ɑ [26].

Наличие провоспалительной среды глаза с сильными хемоаттрактантами привлекает компоненты системной иммунной системы. Модели лазерно-индуцированной ХНВ показывают, что моноциты рекрутируются из системного кровотока и дифференцируются в активные макрофаги в местах повреждения сетчатки. Экспериментальное истощение системных моноцитов снижает количество макрофагов, уровень VEGF и активности неоваскуляризации [27]. Подобные результаты были продемонстрированы на нейтрофильных гранулоцитах. Лимфоциты встречаются в меньших количествах, но также считаются важным «игроком» в прогрессировании ВМД [28]. Активация рецепторов распознавания способствует секреции цитокинов и хемокинов, таких как IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-ɑ и IL-12. IL-1β и TNF-ɑ, которые активируют эндотелиальные клетки, молекулы адгезии лейкоцитов, усиливают экспрессию факторов роста, привлекают нейтрофилы, а за ними моноциты в очаг воспаления. Привлечение системных моноцитов — значимый компонент, поскольку измененный системный профиль может являться важным аспектом, способствующим нарушению баланса и патологической сверхэкспрессии различных ангиогенных факторов [29].

Факторы роста и роль ретинального пигментного эпителия

В норме для поддержания гомеостаза РПЭ секретирует различные цитокины и факторы роста, которые обеспечивают структурную стабильность для поддержания снабжения и циркуляции питательных веществ и выживания фоторецепторов [30]. Эти факторы включают фактор роста пигментного эпителия (pigment epithelium-derived factor, PEDF), VEGF, фактор роста эпителия хрусталика (lens epithelium derived growth factor, LEDGF), фактор роста тромбоцитов (platelet-derivated growth factor, PDGF), цилиарный нейротрофический фактор (ciliary neurotrophic factor, CNTF), FGF, тканевый ингибитор металлопротеиназы (tissue inhibitor of metalloproteinase, TIMP), инсулиноподобный фактор роста-1 (insulin-like growth factor 1, IGF-1) и представители семейства интерлейкинов. PEDF секретируется в апикальный слой для поддержания фенестрированной структуры хориокапилляров. TGF-β регулирует воспаление и секрецию внеклеточного матрикса, совместно с TIMP регулирует обмен во внеклеточном матриксе. PDGF регулирует рост и репарацию клеток, являясь антагонистом VEGF. Нейропротекторные ростовые факторы PEDF, CNTF, IGF-1, FGF и LEDGF осуществляют защиту фоторецепторов. VEGF секретируется РПЭ и контролирует проницаемость хориокапилляров, его сверхэкспрессия является ключевым фактором развития ХНВ и объектом основных направлений исследований по изучению нВМД [30].

Неоангиогенез и VEGF

Развитие неоваскулярной поддержки или ангиогенеза играет важную роль в поддержке гомеостаза. Васкулогенез, образование кровеносных сосудов из эндотелиальных клеток de novo, и ангиогенез, процесс образования новых кровеносных сосудов, имеют решающее значение для обеспечения физиологического гомеостаза, но становятся патогенными при неоваскулярных заболеваниях сетчатки. VEGF был идентифицирован, изолирован и клонирован более 25 лет назад [31]. Семейство секретируемых гликопротеинов VEGF включает пять членов: VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D и плацентарный фактор роста (placental growth factor, PlGF). VEGF являются наиболее специфическими и важными регуляторами ангиогенеза, проявляющими свой биологический эффект через взаимодействие с трансмембранными рецепторами тирозинкиназ, которые активируют патологический каскад. Наиболее мощным проангиогенным белком является VEGF-A, в тканях он подвергается альтернативному сплайсингу экзонов, что приводит к образованию множественных изоформ (VEGF121, VEGF165, VEGF189 и VEGF206). VEGF-A опосредует ангиогенез, способствуя миграции, пролиферации и выживанию эндотелиальных клеток, обладает провоспалительными свойствами. Он стимулирует экспрессию ICAM-1 и молекул адгезии сосудистых клеток 1-го типа (vascular cell adhesion molecule 1, VCAM-1), активируя воспалительный каскад, инициируя раннюю адгезию лейкоцитов сетчатки и способствуя развитию васкулопатии [32]. В 1992 г. рецептор VEGF1 (R1) был идентифицирован как рецептор VEGF-тирозинкиназы с высоким сродством, но позже было доказано, что более низкоаффинный, высокогомологичный VEGFR2 является основным сигнальным рецептором для VEGF [33]. VEGFR1 и VEGFR2 преимущественно экспрессируются эндотелиальными клетками. VEGF-A связывается как с VEGFR1, так и с VEGFR2. VEGF-B и PlGF связываются с VEGFR1, а VEGF-C и VEGF-D — с VEGFR3 (участвующим в лимфангиогенезе), но могут связываться с VEGFR2 после протеолитического расщепления. Связывающий гепарин VEGF-A или PlGF также может связываться с нейропилином 1 (NRP-1) независимо от активации VEGFR2, что увеличивает их аффинность связывания. NRP-2 выполняет сходную роль в регуляции лимфангиогенеза посредством взаимодействия с VEGFR3 [34]. VEGFR2 — основной сигнальный рецептор, активация которого способствует митогенезу и изменению проницаемости эндотелиальных клеток сосудов. Патогенные эффекты, опосредованные VEGF, в первую очередь связаны с его влиянием на проницаемость сосудов и неоангиогенез. VEGF-B был открыт в 1996 г. как гомолог VEGF-A. VEGF-B обильно экспрессируется в большинстве тканей и органов и продуцируется в виде секретируемого гомодимера [35]. Благодаря альтернативному сплайсингу ген VEGF-B дает две изоформы: VEGF-B167 и VEGF-B186. Подобно VEGF-A, VEGF-B связывается с VEGFR-1 и NRP-1. Из-за высокой гомологии последовательности и сходного с VEGF-A характера связывания рецептора VEGF-B первоначально считался также ангиогенным фактором [36], но исследования его ангиогенной активности привели к противоречивым результатам. Так, субретинальная инъекция аденоассоциированных вирусов, кодирующих VEGF-B167 или VEGF-B186, усиливает неоваскуляризацию сетчатки и хориоидеи, вызванную ишемией и лазерным повреждением, но целенаправленное ингибирование VEGF-B с помощью РНК или нейтрализующих антител подавляет неоваскуляризацию хориоидеи и сетчатки у мышей [37]. Существует немного доказательств, подтверждающих, что VEGF-B способен индуцировать пролиферацию или миграцию сосудистых клеток — важных этапов ангиогенеза. «Ангиогенная» активность VEGF-B, вероятно, связана с его мощным антиапоптическим действием и поддержанием структуры новообразованных клеток, в связи с чем целевое ингибирование VEGF-B может также иметь терапевтическое значение. Одним из возможных механизмов действия может быть VEGFR-1, который выполняет двойную функцию в развитии сосудов и гомеостазе. Помимо эффекта выживания в патологических условиях, VEGFR-1 может также действовать как рецептор-ловушка VEGF-A для подавления ангиогенеза, соответственно VEGF-B может вносить вклад в опосредованные VEGFR-1 антиростовые и антиангиогенные эффекты [38].

VEGF-C, VEGF-D и родственные им рецепторы были обнаружены в стекловидном теле человека, а более высокая экспрессия VEGF-C и VEGF-D отмечалась в РПЭ у пациентов с ВМД. Кроме того, уровень VEGF-C у пациентов с нВМД выше в общей системе кровообращения и в тканях сетчатки по сравнению с пациентами с его отсутствием [39]. Исследования показали, что VEGF-C и VEGF-D являются критическими медиаторами ангиогенеза и их количество увеличивается в ответ на ингибирование VEGF-A. Кроме того, VEGF-C может индуцировать образование фенестраций эндотелиальных клеток, что увеличивает проницаемость сосудов, сосудистый ликедж и способствует образованию отека. Подобно VEGF-A, VEGF-C также активируется медиаторами воспаления. Таким образом, избирательная блокада VEGF-A может запускать компенсаторную активацию других членов семейства VEGF, внося свой вклад в недостаточную чувствительность к препарату при антиангиогенной терапии. OPT-302 — это первый биологический препарат, который селективно связывает и ингибирует VEGF-C и VEGF-D, предотвращая связывание лиганда с эндогенными рецепторами VEGFR-2 и VEGFR-3 при лечении неоваскулярных заболеваний. Доклинические исследования in vivo продемонстрировали снижение индуцированной лазером ХНВ и сосудистого ликеджа, что открывает перспективы возможного использования, комбинированной терапии, направленной на ингибицию нескольких факторов [39].

Плацентарный фактор роста

PlGF является членом семейства VEGF, впервые обнаруженным в плаценте, где повышение его уровня соответствует плацентарному ангиогенезу. Это плейотропный фактор, который влияет на разные типы клеток и регулирует различные биологические процессы посредством передачи сигналов через VEGFR-1. Ген PlGF человека кодирует четыре изоформы с различными свойствами и имеет четыре варианта сплайсинга: PlGF-1 (PlGF131), PlGF-2 (PlGF152), PlGF-3 (PlGF203) и PlGF-4 (PlGF224) [40]. PlGF также может образовывать гетеродимеры с VEGF-A. Все изоформы связываются с VEGFR1, в то время как PlGF-2 и PlGF-4 дополнительно связываются с нейропилинами (NP-1 и NP-2), которые являются корецепторами VEGFR1, высоко экспрессируемыми нейронами. Уровни PlGF низкие в нормальных тканях взрослого человека, значимой корреляции между уровнями экспрессии PlGF и VEGF-A не выявлено. Одна из основных функций PlGF — регуляция роста и созревания сосудов, и, следовательно, этот цитокин связан с проангиогенной активностью, привлечением миелоидных предшественников к растущим эндотелиальным клеткам и коллатеральным сосудам. Кроме того, PlGF регулирует репарацию, фиброобразование, хемотаксис пигментных клеток сетчатки, выживаемость кортикальных нейронов [41]. Предположительно, PlGF конкурентно связывает VEGFR1 и повышает доступность VEGF-A для связывания и активации VEGFR2, усиливая ангиогенный стимул. В настоящее время не существует одобренного терапевтического средства для лечения ретинопатий, нацеленного исключительно на PlGF; рекомбинантное гуманизированное антитело против PlGF (THR-317; Oxurion N.V.) в настоящее время проходит клинические исследования для лечения диабетического макулярного отека [42].

Галектин-1

Галектин-1, член семейства β-галактозид-связывающих лектинов, кодируется геном LGALS1 и широко экспрессируется в различных клетках и тканях, в частности в РПЭ. Галектин-1 имеет широкий спектр биологических функций, включая пролиферацию и апоптоз клеток, он потенцирует связанные с ними патологические состояния, играет решающую роль в ангиогенезе через лектин-зависимое связывание с N-гликанами рецептора VEGFR2, активируя передачу сигнала в эндотелиальных клетках сосудов.

Индуцируемый гипоксией фактор 1α (hypoxia-inducible factor 1α HIF-1α) и IL-1β являются регуляторами повышенной экспрессии галектина-1. Показана активация галектина-1 в эндотелиальных клетках сосудов сетчатки, клетках Мюллера, культивируемых в условиях гипоксии [43]. A. Kanda и соавторы индуцировали экспрессию галектина-1 в глиальных клетках Мюллера посредством активации ферментов после запуска воспалительного каскада реакций [44]. M. Hollborn и соавторы отметили повышение уровня его экспрессии в клетках РПЭ, протекающее параллельно и коррелирующее со значимым повышением концентрации PlGF [45]. Соответственно, ингибирование избыточно продуцируемого PlGF теоретически подавляет не только порочный цикл его аутоиндукции, но и продукцию галектина-1 в клетках РПЭ, таким образом уменьшая патологический ангиогенез и фиброз.

Экспериментальные исследования подтвердили биологическое значение галектина-1 и для фиброза, управляемого TGF-β в патогенезе нВМД, что указывает на потенциал его использования в качестве альтернативной и дополнительной мишени при лечении нВМД, резистентной к анти-VEGF-терапии [46].

Представляет интерес исследование R. Motohashi и соавторов, которые определили уровень воспалительных факторов во влаге передней камеры у пациентов с нВМД, получавших три загрузочные инъекции 0,5 мг ранибизумаба или 2,0 мг афлиберцепта. Исходно уровни VEGF, MCP-1, PDGF-AA и IL-8 были значительно выше в группе ВМД и достоверно коррелировали друг с другом. В обеих группах исследования уровень VEGF значительно снизился через 1 мес после инъекции, но MCP-1 и PDGF-AA значимо снизились через 2 мес только в группе пациентов, получавших афлиберцепт [47]. Хотя афлиберцепт в первую очередь является средством против VEGF-A, он также подавляет биологическую активность других членов семейства VEGF, включая PlGF. Это рекомбинантный белок, который содержит определенные области внеклеточных доменов человеческого VEGFR-1 и VEGFR-2, слитые с Fc-частью человеческого иммуноглобулина G1 (IgG1). Афлиберцепт демонстрирует высокое сродство не только к VEGF-A, VEGF-B, но и к PlGF, который является модулятором воспаления, стимулирует тканевый фактор, индукцию и хемотаксис моноцитов/макрофагов [42]. Показано, что афлиберцепт связывается с галектином-1 с более высоким сродством, чем с VEGFR1-Fc или VEGFR2-Fc. Кроме того, галектин-1 увеличивает фосфорилирование VEGFR2 в эндотелиальных клетках микрососудов сетчатки человека, в то время как афлиберцептом это изменение блокируется [44]. Также сообщалось, что связывание VEGF с VEGFR-2 индуцирует продукцию воспалительных факторов, таких как MCP-1, через NF-κB, следовательно, афлиберцепт может также подавлять фосфорилирование VEGFR2 с помощью галектина-1, что объясняет снижение уровней MCP-1 и PDGF-A при лечении афлиберцептом и является одной из возможных дополнительных причин его более продолжительного действия. В ряде исследований была показана эффективность афлиберцепта в реальной клинической практике по сравнению с ранибизумабом при более тяжелом течении заболевания и отсутствии эффекта от монотерапии, что согласуется с результатами исследования P. Pongsachareonnont и соавторов, продемонстрировавших корреляцию высокого уровня PlGF во внутриглазной жидкости у пациентов с нВМД с плохим ответом на терапию ранибизумабом [48].

Ангиопоэтины

Ангиопоэтины представляют собой семейство факторов роста, которые являются ключевым регулятором развития сосудов и поддержания их проницаемости, гомеостаза и воспаления. Путь Ang/Tie — ключевой участник многоступенчатого ангиогенного каскада — состоит из двух рецепторов тирозинкиназы I типа (Tie1, Tie2), четырех лигандов (Ang-1, Ang-2, Ang-3, Ang-4) и протеинтирозинфосфатазы (VE-PTP). Ang-1 экспрессируется перицитами, мезенхимальными и гладкомышечными клетками [49]. Ang-1 играет защитную роль в патологическом ангиогенезе и поддерживает фенотип покоящихся зрелых сосудов путем передачи сигналов с Ang-1 на рецептор Tie2, агонистом которого является [50]. Ang-2, напротив, действует как провоспалительный цитокин, его активация в условиях гипоксии и гипергликемии приводит к более высокому соотношению Ang-2/Ang-1, которое негативно действует на передачу сигналов Ang-1/Tie2, формируя обратную связь, приводящую к увеличению проницаемости и дестабилизации сосудов. Ang-2 экспрессируется на низких уровнях эндотелиальными клетками только в глубоком сосудистом сплетении и действует как контекстно-зависимый слабый агонист или антагонист Tie2, повышает чувствительность к VEGF-A, усиливая его влияние. Независимо от Tie2, Ang-2 может связываться с интегринами (белками, которые связывают внеклеточный матрикс с белками цитоскелета) и активировать их, чтобы способствовать дестабилизации эндотелия за счет индукции миграции эндотелиальных клеток, провокации ангиогенеза, уменьшения концентрации кадгеринов на стыках эндотелиальных клеток [51].

Доклинические исследования с использованием модели острого глазного воспаления и моделей ХНВ предполагают роль пути Ang-2/Tie-2 и пути VEGF через иммунную модуляцию и противовоспалительные механизмы. Основным направлением современных исследований стали изучение и разработка новых препаратов, действие которых направлено на ингибирование Ang-2, что позволяет большему количеству Ang-1 активировать рецептор Tie-2 для реализации его эффектов. Другой подход основан на ингибировании фермента — эндотелиального протеина тирозинфосфатазы (vascular endothelial-protein tyrosine phosphatase, VE-PTP), который инактивирует рецептор Tie-2. VE-PTP, как и Ang-2, является негативным регулятором, который усиливает свое действие при состояниях гипоксии и через инактивацию рецептора Tie-2 приводит к повышенной чувствительности к VEGF и другим воспалительным цитокинам, которые стимулируют сосудистый ликедж и неоваскуляризацию [52]. В условиях гомеостаза Ang-1 экспрессируется на более высоких уровнях, чем Ang-2, но при патологических состояниях, включая ишемию/гипоксию, гипергликемию и воспаление, происходит так называемое ангиогенное переключение, сверхэкспрессия сосудистых факторов роста и Ang-2, тогда как Ang-1 продолжает экспрессироваться на относительно постоянном уровне. Ang-2 может действовать как слабый агонист или антагонист Tie2 в зависимости от наличия или отсутствия воспаления. Когда воспалительный цитокин TNF-α запускает инактивацию Tie1 и экспрессию Ang-2, он действует как конкурентный антагонист Ang-1, связываясь с рецептором Tie2, не вызывая его фосфорилирования и тем самым нарушает передачу сигналов Ang-1/Tie2, что приводит к дестабилизации сосудов за счет потери перицитов, увеличения проангиогенных и воспалительных цитокинов и ослабления соединений эндотелиальных клеток. Кроме того, Ang-2 является модулятором и усилителем воспаления, играющим жизненно важную роль в полном ответе на VEGF. Таким образом, активация Tie2 посредством передачи сигналов Ang-1/Tie2 работает как «молекулярный тормоз» против воспаления и дестабилизации сосудов, тогда как в патологических условиях активация Ang-2 освобождает этот тормоз, вытесняя Ang-1 и тем самым ингибируя Ang-1 [52].

Клинические и доклинические данные свидетельствуют о потенциальной пользе комплексного подхода за счет воздействия на каскад ангиопоэтин/Tie и VEGF-A по сравнению с монотерапией анти-VEGF, отчасти из-за синергетической природы этих путей.

Заключение

Разработка альтернативных путей анти-VEGF-терапии способствует дальнейшему совершенствованию стратегий лечения нВМД. Из-за высокой стоимости, неполного ответа части пациентов и бремени лечения, связанного с частым введением, по-прежнему существует значительная потребность в альтернативных стратегиях лечения неоваскулярных экссудативных заболеваний. Персонализированная терапия должна быть основана на включении всей доступной информации о пациенте (генетический фон, факторы окружающей среды, стадирование на основе мультимодальной визуализации, наличие воспалительного фона, состояние местного и системного иммунитета) и направлена на определение таргетных мишеней воздействия. Учитывая гетерогенность ВМД и сложность воздействия на возраст-зависимые физиологические процессы, старение и нарушения иммунитета, наиболее реальным представляется дальнейшее развитие антиангиогенной терапии с расширением спектра мишеней воздействия, пролонгации их действия и совершенствования системы доставки.

Статья подготовлена при поддержке АО «Байер», осуществившей техническую редакцию статьи.

The article was prepared with the support of JSC «Bayer». Bayer provided the technical revision of the article.