Επίδραση αντιαγγειογενετικών παραγόντων στη νεοαγγείωση του κερατοειδούς

Abstract

Purpose: 1.To evaluate the effect of subconjunctival injection of Bevacizumab on experimentally induced corneal neovascularization.2.To evaluate the effect of the subconjunctival administration of the anti-vascular endothelial growth factor (VEGF) Ranibizumab on corneal neovascularization and on ocular tissues.Material and Methods: 1.Experimental animal study.Twelve N.Zealand white rabbits were involved, divided equally into 4 groups. Only one eye per rabbit was used. Topical instillation of 10μl of 5% NaOH solution was used, under general anesthesia, to induce corneal neovascularization secondary to corneal alkali burn in groups 2,3 and 4. A single dose of 3.75mg (25mg/ml) Bevacizumab was injected subconjunctivally. Group 1 (control group 1) was neither cauterized nor treated. Group 2 (control group 2) received a sham injection of BSS on day 14. Group 3 was treated on day 14 (after corneal neovascularization had been established). Group 4 was treated on day 1. Digital photographs were taken and analysed during the whole 28-day procedure. The area of neovascularization and scarring were measured in terms of the percentage of corneal surface affected.2.In phase “B” of this experimental study and laboratory investigation, chemical cauterization was utilized to induce corneal neovascularization in 16 rabbits randomly divided in 2 equal groups. Cauterized eyes were either treated with 0.1ml (1mg) of subconjunctival ranibizumab or administered a sham injection. A third group of 4 rabbits served as control for side-effects after ranibizumab administration. All animals were monitored daily for 14 days and the extent of corneal scarring and neovascularization was measured on days 1, 7 and 14. After enucleation, ocular tissues were separated under a surgical microscope and VEGF levels were measured with ELISA. Statistical analysis was performed to compare the extent of corneal neovascularization and VEGF levels between treated and untreated eyes. Results: 1.On day 28, the difference of neovascularization between Groups 2-3-4 was found to be statistically significant at the 0.05 level (one-way ANOVA): Group 4 (4.7±3.1%) < Group 3 (13.3±2.3%) < Group 2 (41.0±3.6%), (p<0.05, Mann-Whitney U test). In Group 3, neovascularization area decreased by 42%, 14 days post treatment. Neovascularization was almost completely absent in group 4. The development of scarring was unaffected by Bevacizumab (p>0.1, one-way ANOVA). No side-effects were noticed. 2.Subconjunctival ranibizumab inhibited corneal neovascularization both in the first and the second week compared to untreated controls (P=0.01 and P<0.001 respectively). VEGF levels were significantly lower in the cornea, iris, aqueous humor and conjunctiva of the treated eyes (P<0.01). The reduction of VEGF levels ranged from 20-70% in different ocular tissues. Corneal scarring was not significantly affected by anti-VEGF treatment (P=0.645). No side-effects were noticed.Conclusions: Subconjunctival administration of Bevacizumab inhibits corneal neovascularization effectively, in the rabbit experimental model, especially if administered within the first 2 weeks after corneal trauma. Early subconjunctival administration of Ranibizumab may successfully inhibit alkali induced corneal neovascularization in an animal model. Subconjunctival Ranibizumab reduces VEGF levels significantly not only in the cornea and the bulbar conjunctiva but also in the aqueous humor and the iris.

Σκοπός : 1.Η αξιολόγηση της επίδρασης της χορήγησης του αντιαγγειογενετικού παράγοντα Bevacizumab υπό τον επιπεφυκότα του στη νεοαγγείωση του κερατοειδούς. 2.Η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητος του αντιαγγειογενετικού παράγοντα Ranibizumab χορηγούμενου υπό τον επιπεφυκότα, στη νεοαγγείωση του κερατοειδούς καθώς και σε διαφορετικούς οφθαλμικούς ιστούς.Υλικό και Μέθοδος : 1.Πειραματική μελέτη. Χρησιμοποιήθηκαν δώδεκα αλφικά κουνέλια Ν.Ζηλανδίας, διηρημένα σε 4 ομάδες των τριών. Χρησιμοποιήθηκε μόνο το ένα μάτι από κάθε κουνέλι. Στις ομάδες 2, 3 και 4 έγινε τοπική ενστάλαξη 10 μl διαλύματος NaOH 5% υπό γενική αναισθησία με σκοπό την πρόκληση κερατοειδικής νεοαγγείωσης δευτερογενώς λόγω του αλκαλικού εγκαύματος. 3,75mg (25mg/ml) Bevacizumab χορηγήθηκαν υπό τον επιπεφυκότα εφ’άπαξ. Στην ομάδα 1 (ομάδα ελέγχου 1) δεν προκλήθηκε χημικό έγκαυμα ούτε χορηγηθηκε θεραπεία. Η ομάδα 2 (ομάδα ελέγχου 2) έλαβε μία εικονική ένεση BSS την 14η μέρα. Η ομάδα 3 έλαβε θεραπεία την 14η ημέρα (αφού είχε ήδη εγκατασταθεί κερατοειδική νεοαγγείωση). Η ομάδα 4 έλαβε θεραπεία την 1η μέρα. Τα πειραματόζωα επαρακολουθούντο για 4 εβδομάδες με λήψη ψηφιακών φωτογραφιών υπό γενική αναισθησία. Στη συνέχεια μετρήθηκε η έκταση της νεοαγγείωσης και της ουλοποίησης ως ποσοστό επί της επιφάνειας του κερατοειδούς. Οι ομάδες συγκρίθηκαν με στατιστική ανάλυση διακύμανσης.2.Στη 2η φάση αυτής της πειραματικής και εργαστηριακής μελέτης προκαλέσαμε χημικό έγκαυμα σε 16 πειραματόζωα (κονίκλους) με σκοπό να προκληθεί δευτεροπαθής νεοαγγείωση του κερατοειδούς. Τα πειραματόζωα χωρίστηκαν σε 2 ομάδες των 8. Στη μία ομάδα χορηγήθηκε 0,1ml (1mg) Ranibizumab υπό τον επιπεφυκότα ενώ στη 2η ομάδα χορηγήθηκε μόνο διάλυμα BSS. Σε μια 3η ομάδα τεσσάρων κονίκλων χορηγήθηκε μόνον 1mg Ranibizumab υπό τον επιπεφυκότα χωρίς πρόκληση εγκαύματος, με σκοπό να διερευνηθούν πιθανές ανεπιθύμητες ενέργειες. Όλα τα πειραματόζωα επαρακολουθούντο καθημερινώς επί 14 ημέρες. Καταγράφηκε η έκταση της ουλής και της νεοαγγείωσης την 1η, 7η και 14η ημέρα. Μετά την ευθανασία και την αφαίρεση των οφθαλμικών βολβών, οι οφθαλμικοί ιστοί διαχωρίστηκαν χειρουργικώς και μετρήθηκαν τα επίπεδα του αγγειογενετικού παράγοντα (VEGF) με τεχνική ELISA. Ακολούθησε στατιστική επεξεργασία (με ανάλυση διακύμανσης ANOVA και ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης – Linear regression) ώστε να συγκριθούν τα επίπεδα VEGF σε όλους τους οφθαλμικούς ιστούς των 2 ομάδων, καθώς και η έκταση της ουλοποίησης και της νεοαγγείωσης στις 2 ομάδες καθ’όλη τη διάρκεια της παρακολούθησης.Αποτελέσματα : 1.Στο τέλος της 4ης εβδομάδας , η διάφορα στην έκταση της νεοαγγείωσης μεταξύ των ομάδων 2-3-4 βρέθηκε να είναι στατιστικώς σημαντική (P<0,05, one-way ANOVA): Ομάδα 4 (4,7±3,1%) < Ομάδα 3 (13,3±2,3%) < Ομάδα 2 (41,0±3,6%), (P<0,05, Mann-Whitney U test). Στην Ομάδα 3, η περιοχή της νεοαγγείωσης μειώθηκε κατά 42%, 14 μέρες μετά τη θεραπεία. Η νεοαγγείωση ήταν σχεδόν εντελώς απούσα στην ομάδα 4. Η εξέλιξη της ουλοποίησης δεν επηρεάστηκε από τη θεραπεία (P>0,1, one-way ANOVA). Δεν παρατηρήθηκαν ανεπιθύμητες ενέργειες. 2.Η χορήγηση Ranibizumab υπό τον επιπεφυκότα περιόρισε / απέτρεψε σημαντικά τη νεοαγγείωση του κερατοειδούς τόσο κατά την 1η όσο και κατά τη 2η εβδομάδα παρακολούθησης (P=0,01 και P<0,001 αντίστοιχα). Μετρήθηκαν σημαντικά χαμηλότερα επίπεδα VEGF στον κερατοειδή, την ίριδα, το υδατοειδές υγρό και τον επιπεφυκότα μετά από τη χορήγηση του Ranibizumab (Ρ<0,01). Ο VEGF ελαττώθηκε κατά 20-70% στους διάφορους οφθαλμικούς ιστούς. Η έκταση της κερατοειδικής ουλής δεν επηρεάστηκε από την αγωγή (Ρ=0,645). Δεν παρατηρήθηκαν επιπλοκές.Συμπεράσματα : Η χορήγηση Bevacizumab υπό τον επιπεφυκότα αναστέλλει αποτελεσματικά την κερατοειδική νεοαγγείωση εάν χορηγηθεί εντός των πρώτων 2 εβδομάδων από την πρόκληση της κερατοειδικής βλάβης. Μία και μόνη πρώιμη/έγκαιρη τοπική χορήγηση Ranibizumab υπό τον επιπεφυκότα μπορεί να αποτρέψει σημαντικά την ανάπτυξη νεοαγγείωσης στον κερατοειδή μετά από χημικό τραύμα. Το αποτέλεσμα διατηρείται τουλάχιστον για 15 ημέρες. Τα επίπεδα του VEGF ελαττώνονται επίσης στον βολβικό επιπεφυκότα καθώς και στην ίριδα και το υδατοειδές υγρό, καθιστώντας τη θεραπεία με Ranibizumab υπό τον επιπεφυκότα πιθανώς κατάλληλη και για τη νεοαγγείωση άλλων οφθαλμικών ιστών του προσθίου ημιμορίου, πέραν του κερατοειδούς.