Clinical and Immunological Evaluation of the Effectiveness of Non-Penetrating Deep Sclerectomy in the Early Postoperative Period

Today the mechanisms of pathological scarring and inconsistency of the intraocular fluid outflow pathways after nonpenetrating deep sclerectomy (NPDS), reducing its effectiveness, have not yet been determined. There is no systematic information about the regulatory role of cytokine TGF-β and MMP-9 in the mechanisms of formation of the newly created intraocular fluid outflow pathways.Aim: to assess changes in the clinical and immunological status of patients with open-angle glaucoma after NPDS in the early postoperative period.Methods. A prospective examination of 26 patients with open-angle glaucoma before and in 1 month after NPDS with determination of concentration of TGF-β and MMP-9 in tear humor. One month after NPDS, all patients were divided into two groups depending on the effect of the operation achieved according to the developed criteria.Results. Before the operation, tears TGF-β values in group 1 exceeded baseline values of group 2 by 1.4 times, the initial content of MMP-9 in tears in both groups was comparable. After the operation, in group 1, a moderate increase in the concentration of tears TGF-β by 1.3 times and a significant increase in the concentration of tears MMP-9 in 4.6 times compared with baseline values were revealed. In patients of group 2, after NPDS, there was a significant increase in the concentration of tears TGF-β, on average, 2.4 times relative to preoperative values, the content of MMP-9 did not significantly change.Conclusion. 1 month after NPDS, an imbalance in the concentration of TGF-β and MMP-9 in tears was detected in patients of the two groups that have fundamental clinical differences in the hypotensive effect and the formation of postoperative intraocular fluid outflow pathways

Некоторые аспекты формирования фильтрационных подушек у больных с первичной открытоугольной глаукомой после непроникающей глубокой склерэктомии

PURPOSE. To determine the role of extracellular matrix (ECM), transforming growth factor β (TGF-β) and matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) in the mechanisms of filtering bleb formation after non-penetrating deep sclerectomy (NPDS) in patients with primary open-angle glaucoma (POAG).METHODS. The study consisted of prospective examination of 65 patients with POAG operated by the NPDS method. Three groups were formed: group 1 — optimal hypotensive effect of NPDS (21 patients); group 2 — relative hypotensive effect (23 people); group 3 — absence of hypotensive effect (21 patients). During the postoperative period, the condition of the intraocular fluid outflow pathways was evaluated with ultra biomicroscopy, optical coherence tomography, level of intraocular pressure, as well as the concentrations of TGF-β and MMR-9 in the tear and aqueous humor.RESULTS. The anterior chamber aqueous humor was found to contain TGF-β in all patients with glaucoma. Group 1 was noted to have minimal initial TGF-β concentrations in the tear and aqueous humor, high MMR-9 level in the pre- and postoperative period. Sparse extracellular matrix was the substrate for the filtering blebs. Group 2 was revealed to have elevated initial concentrations of TGF-β in the tear and aqueous humor, extremely high level of MMP-9 in the aqueous humor, accumulation of MMP-9 in the tear after 2 weeks, and inhibition of TGF-β and MMP-9 two months after NPDS. In the early period, loci of rigid ECM were visualized in the filtering blebs, but functional outflow pathways were successfully formed by month two after additional therapy. Group 3 was established to have maximum TGF-β concentrations and low MMP-9 concentrations in the anterior chamber aqueous humor, a decrease in tear MMP-9 after two weeks, and inhibition of TGF-β and MMP-9 two months after NPDS. In the early postoperative period, the filtering blebs were based on rigid ECM, by month two there was scar deformation of the outflow pathways.CONCLUSION. The important conditions for the formation of functional filtering blebs after NPDS are the structural organization of temporary ECM of the filtering blebs in the early postoperative period and the timely degradation of ECM components with predominant concentration of MMR-9 over TGF-β.ЦЕЛЬ. Определить роль внеклеточного матрикса (ВКМ), трансформирующего фактора роста β (TGF-β) и матриксной металлопротеиназы 9 (ММР-9) в механизмах формирования фильтрационной подушки (ФП) после непроникающей глубокой склерэктомии (НГСЭ) у пациентов   с первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ).МЕТОДЫ. Проведено проспективное обследование 65 пациентов с ПОУГ, прооперированных методом НГСЭ. Сформированы три группы: группа 1 — оптимальный гипотензивный эффект (21 пациент); группа 2 — условный гипотензивный эффект (23 человека); группа 3 — отсутствие гипотензивного эффекта (21 пациент). В послеоперационном периоде оценивали состояние путей оттока внутриглазной жидкости по ультразвуковой биомикроскопии, оптической когерентной томографии, уровню внутриглазного давления и концентрации TGF-β и ММР-9 в слезе и влаге передней камеры.РЕЗУЛЬТАТЫ. У всех больных установлено наличие TGF-β во влаге передней камеры. Первую группу отличали минимальные исходные концентрации TGF-β в слезе и влаге, высокий уровень ММР-9 в пред- и послеоперационном периоде. Субстратом ФП был разреженный ВКМ. Во второй группе выявлены повышенные исходные концентрации TGF-β влаги и слезы, экстремально высокий уровень ММР-9 влаги, нарастание ММР-9 в слезе через 2 недели и подавление TGF-β и ММР-9 через 2 месяца после НГСЭ. В раннем периоде в ФП визуализировались локусы жёсткого ВКМ, но к двум месяцам после дополнительной терапии сформированы функциональные пути оттока. В третьей группе установлены максимальные концентрации TGF-β и низкие ММР-9 во влаге передней камеры, снижение ММР-9 слезы через 2 недели и подавление TGF-β и ММР-9 через 2 месяца после НГСЭ. В раннем послеоперационном периоде основу ФП составлял жёсткий ВКМ, к двум месяцам отмечалась рубцовая деформация путей оттока.ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Структура временного ВКМ ФП в раннем послеоперационном периоде, а также своевременная деградация компонентов ВКМ на фоне преобладающей концентрации ММР-9 над TGF-β является важным условием формирования функциональной ФП после НГСЭ