İntravitreal ve subkonjonktival anti -VEGF enjeksiyonlarının prematüre retinopatisi tedavisindeki etkinliklerinin deneysel rat modelinde karşılaştırılması

Abstract

Amaç: Çalışmamızdaki amacımız deneysel prematüre retinopatisi (ROP) modeli oluşturacağımız ratlarda subkonjonktival (SK) tedavinin tedavisiz grup ve intravitreal (İVT) tedavi edilen grupla tedavi başarısı ve sistemik vasküler endotelyal growth faktör (VEGF) blokajı açısından karşılaştırılmasıdır.Metod: Sprague-Dawley cinsi 72 yenidoğan rat 18' erli 4 eşit gruba (G) ayrıldı. G1 sağlıklı kontrol grubunu oluşturması için doğumdan itibaren 18 gün boyunca oda koşullarında bırakıldı. G2, G3 ve G4 ise doğumu takiben ilk 4 saat içinde anneleriyle birlikte alınarak 14 gün boyunca 24 saat %50 O2, 24 saat %10 O2 konsantrasyonuna maruz bırakıldı. Postnatal (p) 14. günden (p14) itibaren tüm ratlar 4 gün boyunca oda koşullarına alındı. Deneysel ROP modeli oluşumu ve normal retinal vasküler gelişimin gözlenebilmesi için p18' de tüm ratlara fundus floresein anjiografi (FFA) yapılarak G2, G3 ve G4' de oksijenin indüklediği retinopati (OİR) oluşumu gözlendi. G2' deki ratlar hastalıklı kontrol grubunu oluşturmak için tedavisiz bırakıldı. P18' de OİR oluşturulan G3' deki ratların her iki gözüne anti rat VEGF antikoru (Ab) SK, G4' deki ratların yine her iki gözüne intravitreal (İVT) enjekte edildi. P19, p25 ve p30' da kontrol FFA' lar yapıldı. Aynı günlerde ELISA ile sistemik VEGF seviyelerinin ölçülmesi için her rattan kan örneği alındı. Ratlar bu günlerde gruplar halinde sakrifiye edildikten sonra bilateral enükleasyon yapıldı. Enükleasyon yapılan gözlerin birer tanesinde histopatolojik değerlendirme yapıldı. Retinal vasküler gelişim, damar kümesi oluşumu, ekstraretinal neovaskülarizasyon, damar kıvrımlanması ve retinal hemoraji parametrelerine göre yapılan modifiye retinopati skorlama sistemi (MRSS) FFA görüntüleri üzerinden değerlendirildi. Bulgular: Serum rat VEGF seviyeleri ölçüldüğünde G1 ve G2' de günden güne anlamlı bir düşüş tespit edilmiştir. G3 ve G4' de p19-p25 ve p19-p30 arasında anlamlı bir düşüş tespit edilmiştir. Aynı günlerde farklı grupların değerlendirmesinde p19' da G1' in değerleri diğer tüm gruplardan anlamlı olarak düşüktür. p25' de G1 seviyeleri G2' den anlamlı olarak daha düşük, G3 ve G4' den anlamlı olarak yüksektir. G2 seviyeleri G3 ve G4' den anlamlı olarak yüksektir. G3 ve G4 arasında ise anlamlı fark yoktur. p30' da gruplar arası karşılaştırmada serum VEGF seviyeleri arasında anlamlı fark saptanmamıştır. Histopatolojik kesitlerdeki ekstraretinal neovasküler lümen sayılarının değerlendirmesinde G2' de günden güne azalma olsa da bu istatistiksel olarak anlamlı değildir. SK tedavi verilen G3' de p19-p30 arasındaki fark istatistiksel anlamlıdır. İVT tedavi verilen G4' de günden güne anlamlı azalma tespit edilmiştir. P25' de yapılan gruplar arası değerlendirmede ekstraretinal damar lümeni sayısında anlamlı fark saptanmamıştır. P30' da G3 ile G4 arasında istatistiksel anlamlı bir fark saptanmamıştır. Aynı grubun farklı günlerdeki MRSS değerleri karşılaştırıldığında G2' de p18-p30 ve p25-p30 arasında anlamlılığa yakın azalma mevcuttur. G3 ve G4' de p19-p25 aralığındaki değişim dışındaki tüm değişimler istatistiksel anlamlıdır. MRSS değerlerinin aynı günlerde gruplar arası değerlendirmesinde p18 ve p19' da anlamlı fark saptanmadı. p25 ve p30' da G2' nin değeri G3 ve G4' den anlamlı olarak yüksektir. P25 ve p30' da G3 ve G4 değerleri arasında anlamlı bir fark yoktur.Sonuçlar: Normal sağlıklı yenidoğan ratlarda sistemik VEGF seviyeleri günden güne anlamlı olarak azalmaktadır. Sistemik VEGF değerleri üzerine; OİR oluşumunun belirgin olarak yükseltici etkisi ile SK ya da İVT tedavinin belirgin olarak azaltıcı etkisi p30' da kaybolmaktadır. SK ve İVT tedavinin sistemik VEGF üzerine etkisi benzerdir. Histopatolojik kesitlerdeki vasküler lümen sayıları ve MRSS değerlerine bakıldığında İVT tedavi SK tedaviye göre daha hızlı ve daha güçlü etki etmektedir ancak bu etkinlik bizim çalışmamızda istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. İVT tedavi birçok oküler komplikasyon riskini beraberinde getirmektedir ancak bu komplikasyon riskleri SK tedavide çok daha azdır. Hayvan ve insan çalışmalarıyla desteklendiği takdirde SK tedavinin seçilmiş vakalarda lazer ya da İVT tedaviye alternatif ya da ilk tercih tedavi olabileceğini düşünmekteyiz. Anahtar kelimeler: prematüre retinopatisi, rat, oksijenin indüklediği retinopati, vasküler endotelyal büyüme faktörü, subkonjonktival, intravitreal

Purpose: Our aim in our study is to compare the efficacy of subconjunctival (SC) treatment with non - treatment group and intravitreal (IVT) treated group in terms of treatment success and systemic vascular endothelial growth factor (VEGF) blockage in rats when we construct an experimental retinopathy of prematurity (ROP) model.Methods: Seventy two newborn Sprague-Dawley type rats were seperated to 4 equal groups (G) consisting of 18 rats. After birth G1 was held in atmospheric conditions to achieve a healthy control group for eighteen days. Within 4 hours of birth, G2, G3 and G4 with their mothers were held in %50 and %10 concentrations of O2 for 24 hours rotationally for 14 days. On postnatal (p) 14th day, all rats were held in atmospheric conditions for 4 days. To observe the formation of experimental ROP model and physiological retinal vascular development, fundus florescein angiography (FFA) was performed at p18 to all rats. Oxygen induced retinopathy (OIR) was observed in G2, G3 and G4. G2 was remained untreated to achieve the diseased control group. Anti-VEGF antibody (Ab) was applied to both eyes of G3 as SC and G4 as IVT at p18. Control FFA was performed at p19, p25 and p30. In these days, blood samples were obtained for ELISA to measure the systemic VEGF levels. After all rats were sacrified in groups, eyes were enucleated bilaterally. Histopathological evaluation was performed on one of the eyes of the enucleation. Retinal vascular lumens on retinal surface were counted in histopathologic examination. Degree of the retinopathy was evaluated on FFA images according to Modified retinopathy scoring system (MRSS) which includes blood vessel growth, blood vessel tuft formation, extraretinal neovascularization, retinal hemorrhage and tortuosity of vessels. Results: There was a day by day decrease in serum rat VEGF levels in G1 and G2. There was a statistically significant decrease in G3 between p19-p25 and p25-p30. There was also a statistically significant decrease in G4 between p19-p25 and p25-p30. According to same day measurements of different groups, G1 values were statistically lower than all groups at p19, statistically lower than G2 and higher than G3 and G4 at p25. G2 values were significantly higher than and G4. There was no statistically significant difference between the comparison of all groups at p30. Although there was a daily decrease in G2' s extraretinal vascular lümen numbers on histopathological sections, it was not statistically significantly different. There was a statistically significant decrease between p19 and p30 in G3 that was given SC therapy. There was a daily and statistically significant decrease in G4 that was given IVT therapy. At p25 there was no significant difference between the evaluation of all groups in extraretinal vascular lumen numbers. There was no statistically significant difference between G3 and G4 at p30. When the MRSS values of the same group on different days are compared, there is a significant decrease between p18-p30 and p25-p30 in G2. In G3 and G4 all changes except the change in p19-p25 range are statistically significant. No significant difference was found at p18 and p19 when MRSS values were evaluated between groups. At p25 and p30, the value of G2 is significantly higher than G3 and G4. There is no significant difference between G3 and G4 values at P25 and p30.Conclusion: Systemic VEGF levels in normal healthy newborn rats are significantly reduced from day to day. On the systemic VEGF values; the markedly elevating effect of OIR formation and the markedly reducing effect of the treatment of SC or IVT are lost at p30. Effects of SC and IVT treatments on serum VEGF levels were same. According to the evaluation of histopathologic sections of vascular lumen numbers and MRSS values, IVT therapy showed a rapid and stronger effect compared to SC therapy that was not statistically significant. IVT treatment involves multiple ocular complications, but the risks of these complications are much less in SC treatment. With the support of more animal and human studies, SC treatment may be the first line treatment or an alternative to IVT or laser treatments in selected cases.Keywords: retinopathy of prematurity, rat, oxygen induced retinopathy, vascular endothelial growth factor, subconjunctival, intravitreal