Preview

Офтальмология

Расширенный поиск

Молекулярные механизмы формирования друз в сетчатке глаза при возрастной макулярной дегенерации. Обзор

https://doi.org/10.18008/1816-5095-2020-3S-550-555

Полный текст:

Аннотация

Возрастная дегенерация макулы является основной причиной потери зрения у лиц пожилого возраста. Значимым фактором риска заболевания считается дисфункция ретинального пигментного эпителия, которая сопровождается накоплением липидов в мембране Бруха в виде друз или линейных депозитов. Как следствие, нарушается транспорт веществ и кислорода из крови к клеткам сетчатки глаза, а также выведение токсичных катаболитов в хориокапилляры сосудистой оболочки. Отсутствие системного анализа патогенетических механизмов формирования друз при возрастной макулярной дегенерации сдерживает возможность разработки методов лечения и профилактики развития ранней стадии возрастной дегенерации макулы. В работе приведены данные о факторах риска и патогенезе возрастной дегенерации макулы, обращается внимание на  значимость окислительного стресса в пигментном эпителии макулы и факторы,  инициирующие развитие воспаления в сетчатке глаза. В контексте различий липидного  состава и топографического расположении колбочковых и палочковых фоторецепторных  клеток обсуждается локализация друз, базальных ламинарных и линейных отложений в мембране Бруха. Представлены возможные механизмы биогенеза друз, связанные с функционированием переносчиков холестерина и аутофагией липидов в клетках ретинального пигментного эпителия. Анализ литературы позволил выделить несколько  перспективных направлений в разработке таргетной терапии нарушений липидного обмена в сетчатке глаза, к которым можно отнести реактивацию переносчиков липидов в клетках ретинального пигментного эпителия, лиганд-рецепторные механизмы,  обеспечивающие снижение рН в лизосомах и поддержание функциональной активности макрофагов.

Об авторе

Э. Ф. Баринов
ГОО ВПО «Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького»
Украина

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии

пр. Ильича, 16, Донецк, 83003, Украина



Список литературы

1. Brandl C., Brücklmayer C., Günther F., Zimmermann M.E., Küchenhoff H., Helbig H., Weber B.H.F., Heid I.M., Stark K.J. Retinal Layer Thicknesses in Early Age‑Related Macular Degeneration: Results From the German AugUR Study. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2019;60(5):1581–1594. DOI: 10.1167/iovs.18‑25332

2. Brown E.E., Ball J.D., Chen Z., Khurshid G.S., Prosperi M., Ash J.D. The Common Antidiabetic Drug Metformin Reduces Odds of Developing Age‑Related Macular Degeneration. Invest Ophthalmol Vis Sci. 20191;60(5):1470–1477. DOI: 10.1167/iovs.18‑26422

3. Jonasson F., Fisher D.E., Eiriksdottir G., Sigurdsson S., Klein R., Launer L.J., Harris T., Gudnason V., Cotch M.F. Five‑year incidence, progression, and risk factors for age‑related macular degeneration: the age, gene/environment susceptibility study. Ophthalmology. 2014;121:1766–1772. DOI: 10.1016/j.ophtha.2014.03.013

4. Handa J.T., Cano M., Wang L., Datta S., Liu T. Lipids, oxidized lipids, oxidation-specific epitopes, and Age‑related Macular Degeneration. Biochim Biophys Acta Mol Cell Biol Lipids. 2017;1862(4):430–440. DOI: 10.1016/j.bbalip.2016.07.013

5. Telegina D.V., Kozhevnikova O.S., Kolosova N.G. Changes in retinal glial cells with age and during development of age‑related macular degeneration. Biochemistry (Mosc). 2018;83(9):1009–1017. DOI: 10.1134/S000629791809002X

6. Kwon H.J., Lee S.M., Pak K.Y., Park S.W., Lee J.E., Byon I.S. Gender differences in the relationship between sex hormone deficiency and soft drusen. Curr Eye Res. 2017;42(11):1527–1536. DOI: 10.1080/02713683.2017.1337155

7. Colijn J.M., den Hollander A.I., Demirkan A., Cougnard‑Grégoire A., Verzijden T., Kersten E., Meester‑Smoor M.A., Merle B.M.J., Papageorgiou G., Ahmad S., Mulder M.T., Costa M.A., Benlian P., Bertelsen G., Bron A.M., Claes B., Creuzot‑Garcher C., Erke M.G., Fauser S., Foster P.J., Hammond C.J., Hense H.W., Hoyng C.B., Khawaja A.P., Korobelnik J.F., Piermarocchi S., Segato T., Silva R., Souied E.H., Williams K.M., van Duijn C.M., Delcourt C., Klaver C.C.W. Increased high‑density lipoprotein levels associated with age‑related macular degeneration: evidence from the eye‑risk and european eye epidemiology consortia. Ophthalmology. 2019;126(3):393–406.DOI: 1016/j.ophtha.2018.09.045

8. Oeverhaus M., Meyer Zu., Westrup V., Dietzel M., Hense H.W., Pauleikhoff D. Genetic polymorphisms and the phenotypic characterization of individuals with early Age‑Related Macular Degeneration. Ophthalmologica. 2017;238(1–2):6–16. DOI: 10.1159/000468949

9. Neale B.M., Fagerness J., Reynolds R., Sobrin L., Parker M., Raychaudhuri S., Tan P.L., Oh E.C., Merriam J.E., Souied E. Genome‑wide association study of advanced age‑related macular degeneration identifies a role of the hepatic lipase gene (LIPC). Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010;107:7395–7400. DOI: 10.1073/pnas.0912019107

10. Liutkeviciene R., Vilkeviciute A., Smalinskiene A., Tamosiunas A., Petkeviciene J., Zaliuniene D., Lesauskaite V. The role of apolipoprotein E (rs7412 and rs429358) in age‑related macular degeneration. Ophthalmic Genet. 2018;39(4):457–462. DOI: 10.1080/13816810.2018.1479429

11. Liutkevičienė R., Sungailienė R., Vilkevičiūtė A., Kriaučiūnienė L., Vaitkienė P., Chaleckis R., Deltuva V.P. Associations between CYP2C8 rs10509681 and rs11572080 gene polymorphisms and age‑related macular degeneration. Acta Med Litu. 2017;24(2):75–82. DOI: 10.6001/actamedica.v24i2.3487

12. Klein R., Lee K.E., Tsai M.Y., Cruickshanks K.J., Gangnon R.E., Klein B.E.K. Oxidized Low‑density Lipoprotein and the Incidence of Age‑related Macular Degeneration. Ophthalmology. 2019;126(5):752–758. DOI: 10.1016/j.ophtha.2018.12.026

13. Jonasson F., Fisher D.E., Eiriksdottir G., Sigurdsson S., Klein R., Launer L.J., Harris T., Gudnason V., Cotch M.F. Five‑year incidence, progression, and risk factors for age‑related macular degeneration: the age, gene/environment susceptibility study. Ophthalmology. 2014;121:1766–1772. DOI: 10.1016/j.ophtha.2014.03.013

14. Yanagi Y., Foo V.H.X., Yoshida A. Asian age‑related macular degeneration: from basic science research perspective. Eye (Lond). 2019; 33(1):34–49. DOI: 10.1038/s41433‑018‑0225‑x

15. Algvere P.V., Kvanta A., Seregard S. Drusen maculopathy: a risk factor for visual deterioration. Acta Ophthalmol. 2016;94(5):427–433. DOI: 10.1111/aos.13011

16. Cai H., Gong J., Abriola L., Hoyer D., Stem Cell Array Team N.G., Noggle S., Paull D., Del Priore L.V., Fields M.A. High‑throughput screening identifies compounds that protect RPE cells from physiological stressors present in AMD. Exp Eye Res. 2019. PII: S0014‑4835(18)30703‑6. DOI: 10.1016/j.exer.2019.04.009

17. Liang X., Wang Z., Gao M., Wu S., Zhang J., Liu Q., Yu Y., Wang J., Liu W. Cyclic stretch induced oxidative stress by mitochondrial and NADPH oxidase in retinal pigment epithelial cells. BMC Ophthalmol. 2019;19(1):79. DOI: 10.1186/s12886‑019‑1087‑0

18. Suzuki M., Kamei M., Itabe H., Yoneda K., Bando H., Kume N., Tano Y. Oxidized phospholipids in the macula increase with age and in eyes with age‑related macular degeneration. Mol Vis. 2007;13:772–778.

19. Ebrahimi K.B., Fijalkowski N., Cano M., Handa J.T. Decreased membrane complement regulators in the retinal pigmented epithelium contributes to age‑related macular degeneration. J. Pathol. 2013;229:729–742. DOI: 10.1002/path.4128

20. Gu X., Meer S.G., Miyagi M., Rayborn M.E., Hollyfield J.G., Crabb J.W., Salomon R.G. Carboxyethylpyrrole protein adducts and autoantibodies, biomarkers for age‑related macular degeneration. J Biol Chem. 2003;278:42027–42035.

21. Domalpally A., Clemons T.E., Danis R.P., Sadda S.R., Cukras C.A., Toth C.A., Friberg T.R., Chew E.Y. Peripheral Retinal Changes Associated with Age‑Related Macular Degeneration in the Age‑Related Eye Disease Study 2: Age‑Related Eye Disease Study 2 Report Number 12 by the Age‑Related Eye Disease Study 2 Optos PEripheral RetinA (OPERA) Study Research Group. Ophthalmology. 2017;124(4):479‑487. DOI: 10.1016/j.ophtha.2016.12.004

22. Fuhrmann S., Zou C., Levine E.M. Retinal pigment epithelium development, plasticity, and tissue homeostasis. Exp Eye Res. 2014;123:141–150. DOI: 10.1016/j.exer.2013.09.003

23. Tserentsoodol N., Sztein J., Campos M., Gordiyenko N.V., Fariss R.N., Lee J.W., Fliesler S.J., Rodriguez I.R. Uptake of cholesterol by the retina occurs primarily via a low density lipoprotein receptormediated process. Mol Vis. 2006;12:1306–1318.

24. van der Schaft T.L., Mooy C.M., de Bruijn W.C., Bosman F.T., de Jong P.T. Immuno-histochemical light and electron microscopy of basal laminar deposit. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 1994;232:40–46.

25. Balaratnasingam C., Cherepanoff S., Dolz‑Marco R., Killingsworth M., Chen F.K., Mendis R., Mrejen S., Too L.K., Gal‑Or O., Curcio C.A., Freund K.B., Yannuzzi L.A. Cuticular drusen: clinical phenotypes and natural history defined using multimodal imaging. Ophthalmology. 2018;125(1):100–118. DOI: 10.1016/j.ophtha.2017.08.033

26. Pikuleva I.A., Curcio C.A. Cholesterol in the retina: the best is yet to come. Prog Retin Eye Res. 2014; 41:64–89. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2014.03.002

27. Curcio C.A. Soft Drusen in Age‑Related Macular Degeneration: Biology and Targeting Via the Oil Spill Strategies. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018;59(4):AMD160–AMD181. DOI: 10.1167/iovs.18‑24882

28. Oak A.S., Messinger J.D., Curcio C.A. Subretinal drusenoid deposits: further characterization by lipid histochemistry. Retina. 2014;34:825–826. DOI: 10.1097/IAE.0000000000000121

29. Ferris F.L., Wilkinson C.P., Bird A., Chakravarthy U., Chew E., Csaky K., Sadda S.R. Clinical classification of age‑related macular degeneration. Ophthalmology. 2013;120(4):844–851. DOI: 10.1016/j.ophtha.2012.10.036

30. Brandstetter C., Patt J., Holz F.G., Krohne T.U. Inflammasome priming increases retinal pigment epithelial cell susceptibility to lipofuscin phototoxicity by changing the cell death mechanism from apoptosis to pyroptosis. J Photochem Photobiol B. 2016;161:177–183. DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2016.05.018

31. Wu T., Tian J., Cutler R.G., Telljohann R.S., Bernlohr D.A., Mattson M.P., Handa J.T. Knockdown of FABP5 mRNA decreases cellular cholesterol levels and results in decreased apoB100 secretion and triglyceride accumulation in ARPE‑19 cells. Lab Invest. 2010;90:963–965. DOI: 10.1038/labinvest.2010.87

32. Storti F., Raphael G., Griesser V., Klee K., Drawne F. Regulated efflux of photoreceptor outer segment‑derived cholesterol by human RPE cells. Exp. Eye Res. 2017;165:65–77. DOI: 10.1016/j.exer.2017.09.008

33. Alamri A., Biswas L., Watson D.G., Shu X. Deletion of TSPO resulted in change of metabolomic profile in retinal pigment epithelial cells. Int J Mol Sci. 2019;20(6). PII: E1387. DOI: 10.3390/ijms20061387

34. Mitter S.K., Song C., Qi X., Mao H., Rao H., Akin D., Lewin A., Grant M., Dunn W. Jr., Ding J., Bowes Rickman C., Boulton M. Dysregulated autophagy in the RPE is associated with increased susceptibility to oxidative stress and AMD. Autophagy. 2014;10(11):1989–2005. DOI: 10.4161/auto.36184

35. Hyttinen J.M.T., Błasiak J., Niittykoski M., Kinnunen K., Kauppinen A., Salminen A., Kaarniranta K. DNA damage response and autophagy in the degeneration of retinal pigment epithelial cells‑Implications for age‑related macular degeneration (AMD). Ageing Res Rev. 2017;36:64–77. DOI: 10.1016/j.arr.2017.03.006

36. Qin S., De Vries G.W. alpha2 but not alpha1 AMP‑activated protein kinase mediates oxidative stress‑induced inhibition of retinal pigment epithelium cell phagocytosis of photoreceptor outer segments. J Biol Chem. 2008; 283(11):6744–6751. DOI: 10.1074/jbc.M708848200

37. Mitchell C.H. Release of ATP by a human retinal pigment epithelial cell line: potential for autocrine stimulation through subretinal space. J Physiol. 2001;534(Pt 1):193–202.

38. Reigada D., Zhang X., Crespo A., Nguyen J., Liu J., Pendrak K., Stone R.A., Laties A.M., Mitchell C. Stimulation of an alpha1‑adrenergic receptor downregulates ecto‑5’ nucleotidase activity on the apical membrane of RPE cells. Purinergic Signal.

39. ;2(3):499–507. DOI: 10.1007/s11302‑005‑3980‑7

40. Guha S., Baltazar G.C., Coffey E.E., Tu L.A., Lim J.C., Beckel J.M., Patel S., Eysteinsson T., Lu W., O’Brien‑Jenkins A., Laties A.M., Mitchell C.H. Lysosomal alkalinization, lipid oxidation, and reduced phagosome clearance triggered by activation of the P2X7 receptor. FASEB J. 2013; 27(11):4500–4509. DOI: 10.1096/fj.13‑236166

41. Sanderson J., Dartt D.A., Trinkaus‑Randall V., Pintor J., Civan M.M., Delamere N.A., Fletcher E.L., Salt T.E., Grosche A., Mitchell C.H. Purines in the eye: recent evidence for the physiological and pathological role of purines in the RPE, retinal neurons, astrocytes, Müller cells, lens, trabecular meshwork, cornea and lacrimal gland. Exp Eye Res. 2014;127:270–279. DOI: 10.1016/j.exer.2014.08.009

42. Madeira M.H., Rashid K., Ambrósio A.F., Santiago A.R., Langmann T. Blockade of microglial adenosine A2A receptor impacts inflammatory mechanisms, reduces ARPE‑19 cell dysfunction and prevents photoreceptor loss in vitro. Sci Rep. 2018;8(1):2272. DOI: 10.1038/s41598‑018‑20733‑2

43. Cherepanoff S., McMenamin P., Gillies M.C., Kettle E., Sarks S.H. Bruch’s membrane and choroidal macrophages in early and advanced age‑related macular degeneration. Br J Ophthalmol. 2010;94:918–925. DOI: 10.1136/bjo.2009.165563

44. Ban N., Lee T.J., Sene A., Choudhary M., Lekwuwa M., Dong Z., Santeford A., Lin J.B., Malek G., Ory D.S., Apte R.S. Impaired monocyte cholesterol clearance initiates age‑related retinal degeneration and vision loss. JCI Insight. 2018;3(17). PII: 120824. DOI: 10.1172/jci.insight.120824

45. Sene A., Khan A.A., Cox D., Nakamura R.E., Santeford A., Kim B.M., Sidhu R., Onken M.D., Harbour J.W., Hagbi‑Levi S., Chowers I., Edwards P.A, Baldan A., Parks J.S., Ory D.S., Apte R.S. Impaired cholesterol efflux in senescent macrophages promotes age‑related macular degeneration. Cell Metab. 2013; 17:549–561. DOI: 10.1016/j.cmet.2013.03.009

46. Biswas L., Farhan F., Reilly J., Bartholomew C., Shu X. TSPO Ligands Promote Cholesterol Efflux and Suppress Oxidative Stress and Inflammation in Choroidal Endothelial Cells. Int J Mol Sci. 2018;19(12). PII: E3740. DOI: 10.3390/ijms19123740


Для цитирования:


Баринов Э.Ф. Молекулярные механизмы формирования друз в сетчатке глаза при возрастной макулярной дегенерации. Обзор. Офтальмология. 2020;17(3s):550-555. https://doi.org/10.18008/1816-5095-2020-3S-550-555

For citation:


Barinov E.F. Molecular Mechanisms of Druze Formation in the Retina in Age-Related Macular Degeneration. Ophthalmology in Russia. 2020;17(3s):550-555. (In Russ.) https://doi.org/10.18008/1816-5095-2020-3S-550-555

Просмотров: 74


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1816-5095 (Print)
ISSN 2500-0845 (Online)