danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2021-65-3-345-354dan-980Research ArticleМЕДИЦИНАMEDICINEЭкспрессия люмикана при хронических дистрофических заболеваниях роговицыLumican expression in chronic degenerative cornea diseasesСемакГ. Р.SemakG. R.

Семак Галина Романовна – канд. мед. наук, доцент

пр. Дзержинского, 83, 220116, Минск, Республика Беларусь

Semak Galina R. – Ph. D. (Medicine), Associate professor

83, Dzerzhinsky Ave., 220116, Minsk, Republic of Belarus

semakgalina@mail.ruЗахароваВ. А.ZakharavaV. A.

Захарова Виктория Алексеевна – канд. мед. наук, доцент

пр. Дзержинского, 83, 220116, Минск, Республика Беларусь

Zakharava Viktoryia A. – Ph. D. (Medicine), Associate professor

83, Dzerzhinsky Ave., 220116, Minsk, Republic of Belarus

zakharava.vikt@gmail.comЖеркоИ. Ю.ZherkaI. Yu.

Жерко Ирина Юрьевна – врач-офтальмолог

Лесной, 223040, Минский район, Минская обл., Республика Беларусь

Zherka Iryna Yu. – Ophthalmologist

Lesnoy, 223040, Minsk District, Minsk Region, Republic of Belarus

zherko.irina@mail.ruЮдинП. Ю.YudinP. Yu.

Юдин Павел Юрьевич – врач-офтальмолог

ул. Ленина, 30, 220030, Минск, Республика Беларусь

Yudin Pavel Yu. – Ophthalmologist

30, Lenin Str., 220030, Minsk, Republic of Belarus

yudin2007@icloud.comБелорусский государственный медицинский университетBelarusian State Medical UniversityРеспубликанский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. АлександроваN. N. Alexandrov National Cancer Centre of BelarusТретья городская клиническая больница им Е. В. Клумова3rd City Clinical Hospital named after E. V. Klumov202115072021653345354Copyright © Семак Г.Р., Захарова В.А., Жерко И.Ю., Юдин П.Ю., 20212021Семак Г.Р., Захарова В.А., Жерко И.Ю., Юдин П.Ю.Semak G.R., Zakharava V.A., Zherka I.Y., Yudin P.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/980

Установлены характер экспрессии люмикана в эксплантах роговиц пациентов с хроническими дистрофическими заболеваниями роговицы, а также изменения его экспрессии на фоне применения инъекционной формы 1 %-ного натрия гиалуроната. В проспективное исследование были включены 37 пациентов с хроническими дистрофическими заболеваниями роговицы: кератопатиями в исходе кератитов (20 случаев) и эндотелиально-эпителиальной дистрофией (17 случаев). Пациенты были разделены на 2 группы. Первая в предоперационном периоде получала курс инъекций 1 %-ного низкомолекулярного натрия гиалуроната, вторая не получала дополнительного лечения. Всем включенным в исследование пациентам была выполнена сквозная кератопластика. Выполнено иммуногистохимическое исследование роговичных эксплантов с использованием первичных моноклональных антител к люмикану с последующей морфометрической оценкой препаратов. Рассчитывались доля пикселей с высокой и умеренной интенсивностью и индекс интенсивности экспрессии в иммунопозитивных участках. В группе пациентов с агрессивными кератитами интенсивность экспрессии люмикана как в эпителии, так и строме роговицы была статистически значимо выше по сравнению с группой контроля и снижалась на фоне применения 1 %-ного низкомолекулярного натрия гиалуроната. При формировании бельма экспрессия люмикана как в эпителии, так и в строме роговицы была сопоставима с таковой в группе контроля с более высокими параметрами эпителиальной экспрессии на фоне применения натрия гиалуроната. В группах эндотелиально-эпителиальных дистрофий отмечалось повышение интенсивности экспрессии на фоне применения натрия гиалуроната. Отмеченное повышение эпителиальной экспрессии люмикана на фоне выраженной альтерации сопровождается постепенным ее снижением по мере завершения регенерации. Важным фактором является его нормальное содержание в строме роговицы, поскольку как резкое повышение, так и низкие параметры экспрессии сопровождаются снижением прозрачности роговицы.

The pattern of lumican expression in corneal explants of patients with chronic dystrophic cornea diseases and the changes in its expression after 1 % sodium hyaluronate expression are established. The prospective study included 37 patients with chronic dystrophic diseases of the cornea: keratopathies in the outcome of keratitis (20 cases) and endothelial-epithelial dystrophy (17 cases). The patients were divided into 2 groups. The first group in the preoperative period received the injections of 1 % low molecular weight sodium hyaluronate, the second group did not receive additional treatment. All patients included in the study underwent penetrating keratoplasty. The immunohistochemical study of corneal explants was performed using primary monoclonal antibodies to lumican with subsequent morphometric evaluation of the preparations. The proportion of pixels with high and moderate intensity and the index of expression intensity in immunopositive regions were calculated. In the group of patients with aggressive keratitis, the intensity of lumican expression both in the epithelium and in the corneal stroma was statistically significantly higher than in the control group and decreased with the use of 1 % low molecular weight sodium hyaluronate. After the leukoma formation, the expression of lumican both in the epithelium and in the corneal stroma was comparable to that in the control group with higher parameters of epithelial expression after sodium hyaluronate administration. In the groups of endothelial-epithelial dystrophy, an increase in the intensity of expression was noted after sodium hyaluronate injections. The noted increase in the epithelial expression of lumican against the background of pronounced alteration is accompanied by its gradual decrease as the regeneration is completed. An important factor is its normal content in the corneal stroma, since both a sharp increase and low expression parameters are accompanied by a decrease in corneal transparency.

кератитэндотелиально-эпителиальная дистрофиялюмиканнатрия гиалуронатиммуногистохимияkeratitisendothelial-epithelial dystrophylumikansodium hyaluronateimmunohistochemistryReferencesОсобенности экспрессии биомолекулярных маркеров в оценке эффективности лечения дистрофических заболеваний роговицы на фоне глаукомы [Электронный ресурс] / Г. Р. Семак [и др.] // Достижения медицинской науки Беларуси–2019. – Режим доступа: http://med.by/dmn/book.php?book=19-14_10. – Дата доступа 09.03.2020.Semak G., Zakharava V., Kletsky S., Liatkouslaya T., Zherka I. Features of the biomolecular markers expression in assessing the effectiveness of the corneal degenerative diseases with the background of glaucoma treatment. Achievements of the medical science of Belarus–2019. Available at: http://med.by/dmn/book.php?book=19-14_10 (accessed 9 March 2020) (in Russian).Особенности экспрессии биомолекулярных маркеров (CD44, MMP9, TGFβ1) в оценке эффективности лечения эндотелиально-эпителиальной дистрофии роговицы / Г. Р. Семак [и др.] // Вес. Нац. aкад. навук Беларусі. Сер. мед. навук. – 2019. – Т. 16, № 4. – С. 477–487. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2019-16-4-477-487Semak G. R., Zakharova V. A., Kletsky S. K., Letkovskaya T. A., Zherko I. Yu. Features of the expression of biomolecular markers (CD44, MMP9, TGFβ1) in assessing the effectiveness of treatment of endothelial-epithelial corneal dystrophy. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seriya meditsinskikh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Medical series, 2019, vol. 16, no. 4, pp. 477–487 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1814-6023-2019-Degradation of high-molar-mass hyaluronan and characterization of fragments / L. Soltés [et al.] // Biomacromolecules. – 2007. – Vol. 8, N 9. – P. 2697–2705. https://doi.org/10.1021/bm070309b-4-477-487Depolymerisation products of hyaluronic acid after exposure to oxygen-derived free radicals / J. D. McNeil [et al.] // Ann. Rheum. Dis. – 1985. – Vol. 44, N 11. – P. 780–789. https://doi.org/10.1136/ard.44.11.780Soltés L., Kogan G., Stankovska M., Mendichi R., Rychlý J., Schiller J., Gemeiner P. Degradation of high-molar-mass hyaluronan and characterization of fragments. Biomacromolecules, 2007, vol. 8, no. 9, pp. 2697–2705. https://doi.org/10.1021/bm070309bKarbownik, M. S. Hyaluronan: towards novel anti-cancer therapeutics / M. S. Karbownik, J. Z. Nowak // Pharmacol. Rep. – 2013. – Vol. 65, N 5. – P. 1056–1074. https://doi.org/10.1016/s1734-1140(13)71465-8McNeil J. D., Wiebkin O. W., Betts W. H., Cleland L. G. Depolymerisation products of hyaluronic acid after exposure to oxygen-derived free radicals. Annals of the Rheumatic Diseases, 1985, vol. 44, no. 11, pp. 780–789. https://doi.org/10.1136/ard.44.11.780Effect of oxygen-derived reactive species on cartilage proteoglycan-hyaluronate aggregates / E. J. Bates [et al.] // Biochem. Int. – 1984. – Vol. 8. – P. 629–637.Karbownik M. S., Nowak J. Z. Hyaluronan: towards novel anti-cancer therapeutics. Pharmacological Reports, 2013, vol. 65, no. 5, pp. 1056–1074. https://doi.org/10.1016/s1734-1140(13)71465-8The role of lumican in ocular disease / S. Amjadi [et al.] // ISRN Ophthalmol. – 2013. – Vol. 2013. – Art. 632302. https://doi.org/10.1155/2013/632302Bates E. J., Harper G. S., Lowther D. A., Preston B. N. Effect of oxygen-derived reactive species on cartilage proteoglycan- hyaluronate aggregates. Biochemistry International, 1984, vol. 8, pp. 629–637.A Proteomic Approach for Understanding the Mechanisms of Delayed Corneal Wound Healing in Diabetic Keratopathy Using Diabetic Model Rat / T. Yamamoto [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2018. – Vol. 19, N 11. – P. 3635. https://doi.org/10.3390/ijms19113635Amjadi S., Mai K., McCluskey P., Wakefield D. The role of lumican in ocular disease. ISRN Ophthalmology, 2013, vol. 2013, art. 632302. https://doi.org/10.1155/2013/632302Dynamic changes of the extracellular matrix during corneal wound healing / E. Lorenzo-Martín [et al.] // Experimental Eye Research. – 2019. – Vol. 186. – Art. 107704. https://doi.org/10.1016/j.exer.2019.107704Yamamoto T., Otake H., Hiramatsu N., Yamamoto N., Taga A., Nagai N. A Proteomic Approach for Understanding the Mechanisms of Delayed Corneal Wound Healing in Diabetic Keratopathy Using Diabetic Model Rat. International Journal of Molecular Sciences, 2018, vol. 19, no. 11, pp. 3635. https://doi.org/10.3390/ijms19113635Frikeche, J. Small leucine-rich repeat proteoglycans in corneal inflammation and wound healing / J. Frikeche, G. Maiti, S. Chakravarti // Exp. Eye Res. – 2016. – Vol. 151. – P. 142–149. https://doi.org/10.1016/j.exer.2016.08.015Lorenzo-Martín E., Gallego-Muñoz P., Mar S., Fernández I., Cidad P., Martínez-García M. C. Dynamic changes of the extracellular matrix during corneal wound healing. Experimental Eye Research, 2019, vol. 186, art. 107704. https://doi.org/10.1016/j.exer.2019.107704Distribution and Function of Glycosaminoglycans and Proteoglycans in the Development, Homeostasis and Pathology of the Ocular Surface / S. Puri [et al.] // Front. Cell Dev. Biol. – 2020. – Vol. 8. – Art. 731. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.00731Frikeche J., Maiti G., Chakravarti S. Small leucine-rich repeat proteoglycans in corneal inflammation and wound healing. Experimental Eye Research, 2016, vol. 151, pp. 142–149. https://doi.org/10.1016/j.exer.2016.08.015Puri S., Coulson-Thomas Y. M., Gesteira T. F., Coulson-Thomas V. J. Distribution and Function of Glycosaminoglycans and Proteoglycans in the Development, Homeostasis and Pathology of the Ocular Surface. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2020, vol. 8, art. 731. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.00731Puri S., Coulson-Thomas Y. M., Gesteira T. F., Coulson-Thomas V. J. Distribution and Function of Glycosaminoglycans and Proteoglycans in the Development, Homeostasis and Pathology of the Ocular Surface. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2020, vol. 8, art. 731. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.00731

The authors declare that there are no conflicts of interest present.