Возможности применения ингибиторов матриксных металлопротеиназ при кератопластике в условиях ургентной хирургии

Введение. Обзор посвящен актуальной вопросу лечения пациентов с кератолизисом. В нашей статье изучена роль матриксных металлопротеиназ в патогенезе расплавления роговицы и кератотрансплантата, рассмотрен практический опыт применения синтетических ингибиторов металлопротеиназ в офтальмологии и других областях медицины. Длительное время ведется поиск эффективных способов лечения повреждений роговицы различного генеза и профилактики осложнений после ее трансплантации. Ряд исследований показал, что локальный дисбаланс в системе матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов, а также состояние иммунной системы в целом могут быть определяющими в исходе ургентной кератопластики. В то же время применение синтетических ингибиторов металлопротеиназ может значительно улучшить результат приживления донорской роговицы. Участие тромбоцитов в регуляции протеолитической системы до конца не изучено. Имеющиеся литературные данные о тромбоцитарно-ассоциированном ингибиторе металлопротеиназ и использовании богатой тромбоцитами плазмы для коррекции коллагенолитической активности ферментов, учитывая терапевтическую эффективность и простоту получения аутологичной богатой тромбоцитами плазмы, представляет большой научный и практический интерес.
В статье рассмотрены особенности патогенеза кератолизиса, влияющие на исход ургентной кератопластики, описаны характерные особенности матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов, а также уделено внимание богатой тромбоцитами плазме – потенциальному эндогенному источнику тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ.
Цель. Оценить возможности применения ингибиторов матриксных металлопротеиназ при кератопластике.
Материал и методы. Литературный обзор проведен с использованием отечественной базы данных eLIBRARY. RU и зарубежной поисковой среды PubMed. При написании обзора были отобраны основополагающие статьи с 1985 по 2022 годы.

1. Causes of blindness and vision impairment in 2020 and trends over 30 years, and prevalence of avoidable blindness in relation to VISION 2020: the Right to Sight: an analysis for the Global Burden of Disease Study. Lancet Glob Health. 2021;9(2):144–160. PMID: 33275949 https://doi.org/10.1016/S2214-109X(20)30489-7

2. Мороз З.И., Малюгин Б.Э., Горохова М.В., Ковшун Е.В. Результаты кератопластики при фистулах роговицы с использованием УФ-кросслинкинг модифицированного донорского материала. Офтальмохирургия. 2014;(2):29–32.

3. Целая Т.В., Ченцова Е.В., Боровкова Н.В. Трансплантация клеток слизистой оболочки полости рта при лечении лимбально-клеточной недостаточности. Трансплантология. 2022;14(1):68–78. https://doi.org/10.23873/2074-0506-2022-14-1-68-78

4. Чеснокова Н.Б., Безнос О.В. Гидролитические ферменты слезной жидкости в норме и при патологии. Российский офтальмологический журнал. 2012;(4):107–111.

5. Бржеская И.В., Сомов Е.Е. Коллагенолитическая активность конъюнктивальной жидкости у здоровых людей и больных с асептической язвой роговицы различной этиологии. Клиническая офтальмология. 2018;18(2):77–80. https://doi.org/10.21689/2311-7729-2018-18-2-77-80

6. Нероев В.В., Балацкая Н.В., Ченцова Е.В., Куликова И.Г., Шамхалова Х.М. Особенности локальной и системной продукции провоспалительных, хемоаттрактантных медиаторов и сосудистых факторов роста при пересадках роговицы высокого риска. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2021;(1):20–28. https://doi.org/10.14427/jipai.2021.1.20

7. Григоркевич О.С., Мокров Г.В., Косова Л.Ю. Матриксные металлопротеиназы и их ингибиторы. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2019;(2):3–16. https://doi.org/10.24411/2587-7836-2019-10040

8. Ram M, Sherer Y, Shoenfeld Y. Matrix metalloproteinase-9 and autoimmune diseases. J Clin Immunol. 2006;26(4):299–307. PMID: 16652230 https://doi.org/10.1007/s10875-006-9022-6

9. Sen Е, Balikoglu-Yilmaz M, Bozdag-Pehlivan S, Sungu N, Nur Aksakal F, Altinok A, et al. Effect of doxycycline on postoperative scarring after trabeculectomy in an experimental rabbit model. J Ocul Pharmacol Ther. 2010;26(5):399–406. PMID: 20874665 https://doi.org/10.1089/jop.2010.0064

10. El-Shabrawi Y, Ardjomand N, Radner H, Ardjomand N. MMP-9 is predominantly expressed in epithelioid and not spindle cell uveal melanoma. J Pathol. 2001;194(20):201–206. PMID: 11400149 https://doi.org/10.1002/1096-9896 (200106) 194 : 2 <201 : : AID - PATH840>3.0.CO;2-O

11. Костылева О.И., Муштенко В.В., Колпаков А.В., Тимофеев Ю.С., Кушлинский Н.Е. Особенности экспрессии матриксных металлопротеиназ и их тканевых ингибиторов при опухолях почки. Лабораторная служба. 2017;6(1):6–13. https://doi.org/10.17116/labs2017616-13

12. Клишо Е.В., Кондакова И.В., Чойнзонов Е.Л. Матриксные металлопротеиназы в онкогенезе. Сибирский онкологический журнал. 2003;(2):62–70.

13. Nakagawa R, Akagi R, Yamaguchi S, Enomoto T, Sato Y, Kimura S, et al. Single vs. repeated matrix metalloproteinase-13 knockdown with intra-articular short interfering RNA administration in a murine osteoarthritis model. Connect Tissue Res. 2018;60(4):335–343. PMID: 30345823 https://doi.org/10.1080/03008207.2018.1539082

14. Orchard J, Massey A, Brown R, Cardon-Dunbar A, Hofmann J. Successful management of tendinopathy with injections of the MMP-inhibitor aprotinin. Clin Orthop Relat Res. 2008;466(7):1625–1632. PMID: 18449616 https://doi.org/10.1007/s11999-008-0254-z

15. Керчева М.А., Рябова Т.Р., Гусакова А.М., Рябов В.В. Влияние доксициклина на развитие неблагоприятного ремоделирования левого желудочка у пациентов с острым первичным передним инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST. Сибирское медицинское обозрение. 2018;1(109):71–78. https:// doi.org/10.20333/2500136-2018-1-71-78

16. Zandian M, Rahimian N, Soheilifar S. Comparison of therapeutic effects of topical azithromycin solution and systemic doxycycline on posterior blepharitis. Int J Ophthalmol. 2016;9(7):1016–1019. PMID: 27500111 https://doi.org/10.18240/ijo.2016.07.14

17. Федосеева Е.В., Ченцова Е.В., Боровкова Н.В., Пономарев И.Н., Власова В.А., Павленко Ю.А. Опыт применения тромбофибринового сгустка богатой тромбоцитами плазмы при язвенном поражении роговицы. Российский офтальмологический журнал. 2021;14(4S):15–21. https://doi.org/10.21516/2072-0076-2021-14-4-supplement-15-21

18. Федосеева Е.В., Ченцова Е.В., Боровкова Н.В., Алексеева И.Б., Романова И.Ю. Морфофункциональные особенности плазмы, богатой тромбоцитами, и ее применение в офтальмологии. Офтальмология. 2018;15(4):388–393. https://doi.org/10.18008/1816-5095-2018-4-388-393

19. Murate T, Yamashita K, Isogai C, Suzuki H, Ichihara M, Hatano S, et al. The production of tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs) in megakaryopoiesis: possible role of platelet- and megakaryocyte-derived TIMPs in bone marrow fibrosis. Br J Haematol. 1997;99(1):181–189. PMID: 9359522 https://doi.org/10.1046/j.1365-2141.1997.3293146.x

20. Cooper T, Eisen A, Stricklin G, Welgus H. Platelet-derived collagenase inhibitor: characterization and subcellular localization. Proc Natl Acad Sci USA. 1985;82(9):2779–2783. PMID: 2986137 https://doi.org/10.1073/pnas.82.9.2779

21. Ченцова Е.В., Вериго Е.Н., Макаров П.В., Хазамова А.И. Кросслинкинг в комплексном лечении язв роговицы и трансплантата. Российский офтальмологический журнал. 2017;10(3):93–100. https://doi.org/10.21516/2072-0076-2017-10-3-93-100

22. Simon M, Fellner P, El-Shabrawi Y, Ardjomand N. Influence of donor storage time on corneal allograft survival. Ophthalmology. 2004;111(8):1534–1538. PMID: 15288984 https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2003.12.060

23. Armitage W, Goodchild C, Matthew D, Gunn D, Hjortdal J, Lohan P, et al. High-risk corneal transplantation: recent developments and future possibilities. Transplantation. 2019;103(12):2468–2478. PMID: 31765363 https://doi.org/10.1097/TP.0000000000002938

24. Di Zazzo A, Kheirkhah A, Abud T, Goyal S, Dana R. Management of highrisk corneal transplantation. Surv Ophthalmol. 2017;62(6):816–827. PMID: 28012874 https://doi.org/10.1016/j.survophthal.2016.12.010

25. Williams KA, Coster DJ. The immunobiology of corneal transplantation. Transplantation. 2007;84(7):806–813. PMID: 17984831 https://doi.org/10.1097/01.tp.0000285489.91595.13

26. Tahvildari M, Emami-Naeini P, Omoto M, Mashaghi A, Chauhan SK, Dana R. Treatment of donor corneal tissue with immunomodulatory cytokines: a novel strategy to promote graft survival in high-risk corneal transplantation. Sci Rep. 2017;7:971. PMID: 28428556 https://doi.org/10.1038/s41598-017-01065-z

27. Нероев В.В., Балацкая Н.В., Ченцова Е.В., Шамхалова Х.М. Механизмы иммунорегуляции и трансплантационный иммунитет при пересадках роговицы. Медицинская иммунология. 2020;22(1):61–76. https:// doi.org/10.15789/1563-0625-MOI-1768

28. Amouzegar A, Chauhan S, Dana R. Alloimmunity and tolerance in corneal transplantation. J Immunol. 2016;196(10):3983–3991. PMID: 27183635 https://doi.org/10.4049/jimmunol.1600251

29. Жданова Е.В., Костоломова Е.Г., Волкова Д.Е., Зыков А.В. Клеточный состав и цитокиновый профиль синовиальной жидкости при ревматоидном артрите. Медицинская иммунология. 2022;24(5):1017–1026. https://doi.org/10.15789/1563-0625-CCA-2520

30. Coussens M, Werb Z. Matrix metalloproteinases and the development of cancer. Chem Biol. 1996;3(11):895–904. PMID: 8939708 https://doi.org/10.1016/s1074-5521(96)90178-7

31. Fini М, Girard M. Expression of collagenolytic/gelatinolytic metalloproteinases by normal cornea. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1990;31(9):1779–1788. PMID: 2170294

32. Sambursky R, Davitt W, Latkany R, Tauber S, Starr C, Friedberg M, et al. Sensitivity and specificity of a point-ofcare matrix metalloproteinase 9 immunoassay for diagnosing inflammation related to dry eye. JAMA Ophthalmol. 2013;131(1):24–28. PMID: 23307206 https://doi.org/10.1001/jamaophthalmol.2013.561

33. Xue M, Kelvey K, Shen K, Minhas N, March L, Park S, et al. Endogenous MMP-9 and not MMP-2 promotes rheumatoid synovial fibroblast survival, inflammation and cartilage degradation. Rheumatology (Oxford). 2014;53(12):2270–2279. PMID: 24982240 https://doi.org/10.1093/rheumatology/keu254

34. Арапиев М.У., Ловпаче Д.Н., Слепова О.С., Балацкая Н.В. Исследование факторов регуляции экстраклеточного матрикса и биомеханических свойств корнеосклеральной оболочки при физиологическом старении и первичной открытоугольной глаукоме. Национальный журнал глаукома. 2015;14(4):13–20.

35. Gavriovic J, Hembry R, Reynolds J, Murphy G. Tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMP) regulates extracellular type I collagen degradation by chondrocytes and endothelial cells. J Cell Science. 1987;87(Pt 2):357–362. PMID: 2821028 https://doi.org/10.1242/jcs.87.2.357

36. Welgus H, Campbell E, Bar-Shavit Z, Senior R, Teitelbaum S. Human alveolar macrophages produce a fibroblast like collagenase and collagenase like inhibitor. J Clin Invest. 1985;76(1):219–224. PMID: 2991337 https://doi.org/10.1172/JCI111949

37. Woessner JF Jr. Matrix metalloproteinases and their inhibitors in connective tissue remodeling. FASEB J. 1991;5(8):2145-2154. PMID: 1850705 https://doi.org/10.1096/fasebj.5.8.1850705

38. Holten-Anderson M, Brunner N, Christensen I, Jensen V, Nielsen H. Levels of tissue inhibitor of metalloproteinases-1 in blood transfusion components. Scand J Clin Lab Invest. 2002;62(3):223–230. PMID: 12088341 https://doi.org/10.1080/003655102317475489

39. Cui X, Ma Y, Wang H, Huang J, Li L, Tang J, et al. The anti-photoaging effects of pre- and post-treatment of platelet-rich plasma on UVB-damaged HaCaT keratinocytes. Photochem Photobiol. 2021;97(3):589–599. PMID: 33174201 https://doi.org/10.1111/php.13354

40. Li D, Zhou N, Zhang L, Ma P, Pflugfelder SC. Suppressive effects of azithromycin on zymosan-induced production of proinflammatory mediators by human corneal epithelial cells. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010;51(11):5623–5629. PMID: 20538995 https://doi.org/10.1167/iovs.09-4992

41. Zhang L, Su Z, Zhang Z, Lin J, Li DQ, Pflugfelder SC. Effects of azithromycin on gene expression profiles of proinflammatory and anti-inflammatory mediators in the eyelid margin and conjunctiva of patients with meibomian gland disease. JAMA Ophthalmol. 2015;133(10):1117–1123. PMID: 26204109 https://doi.org/10.1001/jamaophthalmol.2015.2326

42. Lee E, Vaughan D, Parikh S, Grodzinsky A, Libby P, Lark M, et al. Regulation of matrix metalloproteinases and plasminogen activator inhibitor-1 synthesis by plasminogen in cultured human vascular smooth muscle cells. Circ Res. 1996;78(1):44–49. PMID: 8603504 https://doi.org/10.1161/01.res.78.1.44

43. Chu SC, Yang SF, Lue KH, Hsieh YS, Wu CL, Lu KH. Regulation of gelatinases expression by cytokines, endotoxin, and pharmacological agents in the human osteoarthritic knee. Connect Tissue Res. 2004;45(3):142–150. PMID: 15512768 https://doi.org/10.1080/03008200490506058