Εκτίμηση των επιπέδων των μεταλλοπρωτεϊνασών και των αναστολέων τους στο υδατοειδές υγρό ασθενών με πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας, σύνδρομο ψευδοαποφολίδωσης και ψευδοαποφολιδωτικό γλαύκωμα: ο ρόλος του νέου αναστολέα 4 των μεταλλοπρωτεϊνασών στη πρωτεολυτική ισορροπία και η συσχέτισή της με κλινικοεργαστηριακούς δείκτες

Abstract

The purpose of this study is to quantify the levels of tissue inhibitor of metalloproteinase 4 (TIMP4) and its ratios with free and active metalloproteinases (MMP) in the aqueous humor of patients with primary open angle glaucoma (POAG), pseudoexfoliation syndrome (PXS) and pseudoexfoliative glaucoma (PXG) and to evaluate a possible imbalance between MMPs and TIMPs in these samples. It is also attempted to correlate the levels of free and active MMP and TIMP in the aqueous humor of the same patients with different clinical parameters influencing or influenced by disease progression.Methods: Free MMP2, MMP3, MMP9, TIMP1, TIMP2, TIMP4 concentrations andactive levels of MMP2 and MMP3 were determined with immunoassay ELISA andactivity assay kits in 168 aqueous samples. Age, intraocular pressure, c outflow coefficient, medication and c/d ratio were registered and correlated with MMP and TIMP levels.Results: TIMP4 was elevated in glaucoma patients. POAG, PXS and PXG samples demonstrated higher MMP2, TIMP1 and TIMP2 concentrations.Samples from the PXS and PXG groups had a lower total/active MMP2 ratio. Stoichiometric analysis showed an overbalance of TIMPs, especially TIMP4, over MMPs in both POAG &PXG groups. Furthermore POAG patiens presented a positive correlation between TIMP1-2 levels and intraocular pressure raise and a negative correlation between TIMP4 and active MMP2 levels and c outflow coefficient. In PXS patients, intraocular pressure raise was correlated with diminished levels of TIMP1and increased levels of active MMP3. Age and c outflow coefficient were also positively correlated with increased levels of total and active MMP3. In PXG patients a negative correlation was found between MMP3concentration and intraocular pressure and between TIMP4 levels and outflow facility. In glaucoma groups, increased medication use is accompanied with rising MMP levels.Conclusion: TIMP4 elevation is a novel finding in glaucomatous eyes. Adisregulation of extracellular matrix homeostasis is also suggested in PXS but mainly in POAG and PXG. Finally, patients with the same pathologic condition presented significant differences in their aqueous catabolic status, depending on variable clinical features. This could suggest an additional explanation on disease variability and progression.

Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι ο ποσοτικός προσδιορισμός ενός νέου αναστολέα των μεταλλοπρωτεινασών, τον ΤΙΜΡ4, στο υδατοειδές υγρό ασθενών με πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας, με σύνδρομο ψευδοαποφολίδωσης και με ψευδοαποφολιδωτικό γλαύκωμα και ο υπολογισμός των αναλογιών του με άλλες μεταλλοπρωτεινάσες(ΜΜΡ) του υδατοειδούς υγρού. Επίσης, στόχος της παρούσας έρευνας είναι η διερεύνηση ευρύτερα της ανισορροπίας των ελεύθερων και ενεργοποιημένων μεταλλοπρωτεινασων και των αναστολέων τους (ΤΙΜΡ) στο υδατοειδές υγρό των ίδιων ασθενών. Τέλος, ζητούμενο αποτελεί και η συσχέτιση των επιπέδων των παραπάνω ενζύμων και των αναστολέων τους με κλινικούς δεικτές ασθενών με την ίδια παθολογική οντότητα, που επηρεάζουν ή επηρεάζονται από την εξέλιξη της έκαστης νόσου.Σε ότι αφορά τη μεθοδολογία, με εξειδικευμένη ανοσοιστοχημική μέθοδο, έγινε ο προσδιορισμός των επιπέδων των ελεύθερων μορφών των μεταλλοπρωτεινασών ΜΜΡ2, ΜΜΡ3 και ΜΜΡ9, των ενεργών μορφών των ΜΜΡ2 και ΜΜΡ3 καθώς και των επιπέδων των αναστολέων ΤΙΜΡ1, ΤΙΜΡ2 και ΤΙΜΡ4 σε δείγματα υδατοειδούς υγρού 168 συμμετεχόντων στη μελέτη. Επίσης έγινε καταγραφή κλινικων παραμέτρων όπως η ενδοφθάλμια πίεση (ΕΟΠ), ο συντελεστής αποχέτευσης του υδατοειδούς υγρού, η κοίλανση του οπτικού νεύρου, η ηλικία και ο αριθμός των συνταγογραφούμενων φαρμάκων και στατιστική συσχέτιση αυτών με τα επίπεδα των ΜΜΡ και ΤΙΜΡ .Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προέκυψε ότι ο αναστολέας ΤΙΜΡ4 ήταν αυξημένος μόνο στα δείγματα των γλαυκωματικών ασθενών. Τα δείγματα από τις ομάδες με πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας, με ψευδοαποφολίδωσης και με ψευδοαποφολιδωτικό γλαύκωμα παρουσίασαν αυξημένες συγκεντρώσεις ΜΜΡ2, ΤΙΜΡ1 και ΤΙΜΡ2 ενώ οι ασθενείς με σύνδρομο ψευδοαποφολίδωσης και με ψευδοαποφολιδωτικό γλαύκωμα χαμηλότερη αναλογία ολικής/ενεργού ΜΜΡ2. Ο στοιχειομετρικόε έλεγχος των αναλογιών ΜΜΡ και ΤΙΜΡ έδειξε υπεροχή των ΤΙΜΡ και ειδικά του ΤΙΜΡ4, ενάντια στις ΜΜΡ στους γλαυκωματικούς ασθενείς. Επίσης, οι ασθενείς με πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας, παρουσίασαν θετική συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων τωνΤΙΜΡ1 και ΤΙΜΡ2 με την άνοδο της ΕΟΠ και αρνητική συσχέτιση μεταξύ της συγκέντρωσης του ΤΙΜΡ4 και της ενεργούς ΜΜΡ2 και του συντελεστή αποχέτευσης του υδατοειδούς υγρού. Στους ασθενείς με σύνδρομο ψευδοαποφολίδωσης, η άνοδος της ΕΟΠ σχετίστηκε με μείωση των επιπέδων του ΤΙΜΡ1 και αύξηση της ενεργοποίησης της ΜΜΡ3. Η ηλικία και ο συντελεστής αοχέτευσης παρουσίασαν θετική συσχέτιση με τα επίπεδα της ολικής και ενεργούς ΜΜΡ3. Τέλος, στους ασθενείς με ψευδοαποφολιδωτικό γλαύκωμα υπήρξε αρνητική συσχέτιση με τα επίπεδα του ΤΙΜΡ4 με το συντελεστη αποχέτευσης και μεταξύ συγκεντρώσεων της ΜΜΡ3 και της ανόδου της ΕΟΠ. Και στις δύο ομάδες γλαυκώματος, η αύξηση της χρήσης αντιγλαυκωματικών φαρμάκων συνοδεύτικε με άνοδο των επιπέδων των ΜΜΡ. Συμπεράσματα της μελέτης: η αύξηση του ΤΙΜΡ4 αποτελεί ένα νέο σημαντικό εύρημα στο υδατοειδές υγρό των γλαυκωματικών οφθαλμών. Παράλληλα στοιχειοθετείται μια σαφής διαταραχή της ομοιόστασης της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας στους οφθαλμούς μς σύνδρομο ψευδοαποφολίδωσης αλλά κυρίως σε αυτούς με πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας και με ψευδοαποφολιδωτικό γλαύκωμα. Τέλος, στους ασθενείς με το ίδιο παθολογικό υπόβαθρο, παρουσιάστηκαν σημαντικές διαφορές στην καταβολική κατάσταση του υδατοειδούς υγρού, ανάλογα με τις διαφορετικές κλινικές τους παραμέτρους, γεγονός που πιθανώς υποδηλώνει μια περαιτέρω εξήγηση για την ποικιλομορφία και την εξέλιξη της κάθε πάθησης.