The significance of some growth factors in the pathogenesis of endocrine ophthalmopathy

Aim. The purpose of this work was to study the role of transforming growth factors (TGF-β, FGF-2, VEGF-A) during endocrine ophthalmopathy (EOC).

Materials and methods. The study 119 patients with endocrine ophthalmopathy were examined, at the age of 48 [30; 56] years. There were 56 men (47%). The comparison groups were control group (Control) - 20 practically healthy persons, comparison group (Comparison group) - 20 patients with autoimmune pathology of the thyroid gland without EOC. All groups were comparable by sex and age. The object of the study was serum and tear fluid. To quantify the transforming growth factors (TGF-β, FGF-2, VEGF-A) in the blood and tear fluid, the enzyme immunoassay kit was used by Biokhimmak LLC.  The severity of the disease was exhibited according to the current classification. The statistical processing of the obtained data was carried out using the program Statistica 6.1.

Results. An increase in the concentration of all growth factors in blood serum and tear fluid was found in patients with endocrine ophthalmopathy, compared with a group of healthy individuals. It was noted that in the lacrimal fluid the increase in the concentration of the growth factors studied was associated with the severity of the disease and the activity of the process. The multidirectional dynamics of the content of the vascular endothelial growth factor was established, so the maximum value in the blood serum was determined in patients with mild severity in an inactive form, in the tear the highest rates were recorded in severe form of the active disease.

Conclusion. In patients with endocrine ophthalmopathy, the concentration of FGF-2 and TGF-β in the blood serum and tear increased to a greater extent in severe forms of the disease in the active phase. The maximum concentrations of FGF-2 and TGF-β in the serum and tear, VEGF-A in the tear are fixed in the active phase of the severe form of the endocrine ophthalmopathy. The results obtained allow us to regard FGF-2, TGF-β and VEGF-A as biological markers of gravity and endocrine ophthalmopathy activity.

thyroid eye disease, endocrine ophthalmopathy, Graves’ ophthalmopathy, transforming growth factor β, fibroblast growth factor, vascular endothelial growth factor, FGF-2, TGF-β, VEGF-A

1. Петунина Н.А., Трухина Л.В., Мартиросян Н.С. Эндокринная офтальмопатия: современный взгляд // Проблемы эндокринологии. – 2012. – Т. 58. – №6. – C. 24–32. [Petunina NA, Trukhina LV, Martirosyan NS. Endocrine ophthalmopathy: state-of-the-art approaches. Problems of Endocrinology. 2012;58(6):24-32. (in Russ.)] doi: 10.14341/probl201258624-32.

2. Бровкина А.Ф. Эндокринная офтальмопатия. – М.: ГЭОТАР-Медиа; 2008. [Brovkina AF. Endokrinnaya oftal’mopatiya. Moscow: GEOTAR-Media; 2008. (in Russ.)]

3. Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Свириденко Н.Ю., и др. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению эндокринной офтальмопатии при аутоиммунной патологии щитовидной железы // Проблемы эндокринологии. – 2015. – Т. 61. – №1. – С. 61–74. [Dedov II, Melnichenko GA, Sviridenko NY, et al. Federal clinical recommendations on diagnostics and treatment of endocrine ophthalmopathy associated with autoimmune thyroid pathology. Problems of Endocrinology. 2015;61(1):61-74. (in Russ.)] doi: 10.14341/probl201561161-74.

4. Серкин Д.М. Роль белков теплового шока и антител к ним, полиморфизма PPARγ рецептора в патогенезе эндокринной офтальмопатии: Дис. ... канд. мед. наук. – Чита; 2013. [Serkin DM. Rol’ belkov teplovogo shoka i antitel k nim, polimorfizma PPARγ retseptora v patogeneze endokrinnoi oftal’mopatii [dissertation]. Chita; 2013. (in Russ.)]

5. Серкин Д.М., Серебрякова О.В., Просяник В.И. Клиническая характеристика эндокринной офтальмопатии в Забайкалье // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина. – 2011. – Т. 9. – №1. – С. 168–171. [Serkin DM, Serebryakova OV, Prosyanik VI. Clinical сharacteristic of Graves’ orbitopathy in region Zabaykalye. Vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologiya, klinicheskaya meditsina. 2011;9(1):168-171. (in Russ.)]

6. Wiersinga WM, Bartalena L. Epidemiology and prevention of Graves’ ophthalmopathy. Thyroid. 2002;12(10):855-860. doi: 10.1089/105072502761016476.

7. Серкин Д.М., Серебрякова О.В., Серкин М.А., и др. Роль полиморфизмов PRO12ALA и C1431T PPARγ в развитии эндокринной офтальмопатии // Клиническая и экспериментальная тиреоидология. – 2013. – Т. 9. – №3. – С. 51–55. [Serkin DM, Serebryakova OV, Serkin MA, et al. Polymorphism of Pro12Ala and C1431T PPARγ in the pathogenesis of Graves’ orbitopathy. Clinical and experimental thyroidology. 2013;9(3):51-55. (in Russ).] doi: 10.14341/ket20139351-55.

8. Серкин Д.М., Серебрякова О.В., Харинцева С.В., и др. Значение сочетаний полиморфизмов PRO12ALA и C1431T PPARγ в формировании эндокринной офтальмопатии // Забайкальский медицинский вестник. – 2014. – №2. – С. 38–43. [Serkin DM, SerebryakovaOV, Kharintseva SV, et al. Znachenie sochetanii polimorfizmov PRO12ALA i C1431T PPARγ v formirovanii endokrinnoi oftal’mopatii. Zabaikal’skii meditsinskii vestnik. 2014;(2):38-43. (in Russ.)]. Доступно по: http://chitgma.ru/zmv2/journal/2014/2/7.pdf. Ссылка активна на 25.01.2016.

9. Серкин Д.М., Серебрякова О.В., Харинцева С.В., Харинцев В.В. Система сывороточных белков теплового шока при эндокринной офтальмопатии // Забайкальский медицинский вестник. – 2013. – №1. – С. 57–61. [Serkin DM, Serebryakova OV, Kharintseva SV, Kharintsev VV. System of serum heat shock protein in thyroid eye disease. Zabaikal’skii meditsinskii vestnik. 2013;(1):57-61. (in Russ.)] Доступно по: http://chitgma.ru/zmv2/journal/2013/1/10.pdf. Ссылка активна на 25.01.2016.

10. Патент РФ на изобретение №2503011/ 27.12.13. Бюл. №36. Серкин Д.М., Серебрякова О.В., Серкин М.А., и др. Способ индивидуального назначения системной пульс-терапии глюкокортикостероидами пациентам с эндокринной офтальмопатией. [Patent RUS №2503011/ 27.12.13. Byul. №36. Serkin DM, Serebryakova OV, Serkin MA, et al. Sposob individual’nogo naznacheniya sistemnoi pul’s-terapii glyukokortikosteroidami patsientam s endokrinnoi oftal’mopatiei. (in Russ.)]

11. Серкин Д.М., Серебрякова О.В., Серкин М.А., и др. Роль полиморфизмов Gly482Ser гена PPARGC 1A и Ala203Pro гена PPARGC 1B в развитии эндокринной офтальмопатии // Клиническая и экспериментальная тиреоидология. – 2015. – Т. 11 – №2. – С. 45–50. [Serkin DM, Serebryakova OV, Serkin MA, et al. Polymorphism of Gly482Ser PPARGC 1A and Ala203Pro PPARGC 1B in the pathogenesis of Graves’ orbitopathy. Clinical and experimental thyroidology. 2015;11(2):45-50. (in Russ.)] doi: 10.14341/ket2015245-50.

12. Харинцев В.В., Серкин Д.М., Серебрякова О.В., и др. Роль нейронспецифической енолазы в течение эндокринной офтальмопатии и формировании оптической нейропатии // Клиническая и экспериментальная тиреоидология. – 2015. – Т. 11 – №4. – С. 31–35. [Charinzev VV, Serkin DM, Serebryakova OV, et al. The role of neuron specific enolase for endocrine ophthalmopathy and the formation of optic neuropathy. Clinical and experimental thyroidology. 2015;11(4):31-35. (in Russ.)] doi: 10.14341/ket2015431-35.

13. Харинцев В.В., Серебрякова О.В., Серкин Д.М., и др. Роль некоторых про- и противовоспалительных цитокинов в течении эндокринной офтальмопатии // Забайкальский медицинский вестник. – 2013. – №1. – С. 33–40. [Charinzev VV, Serebryakova OV, SerkinDM, et al. The role of some pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines in the development of endocrine ophthalmopathy. Zabaikal’skii meditsinskii vestnik. 2013;(1):33-40. (in Russ.)] Доступно по: http://chitgma.ru/zmv2/journal/2013/1/10.pdf. Ссылка активна на 25.06.2016.

14. Esmon CT. The interactions between inflammation and coagulation. Br J Haematol. 2005;131(4):417-430. doi: 10.1111/j.1365-2141.2005.05753.x.

15. Szotowski B, Antoniak S, Poller W, et al. Procoagulant soluble tissue factor is released from endothelial cells in response to inflammatory cytokines. Circ Res. 2005;96(12):1233-1239. doi: 10.1161/01.RES.0000171805.24799.fa.

16. Karp JE, Broder S. Molecular foundations of cancer: new targets for intervention. Nat Med. 1995;1(4):309-320. doi: 10.1038/nm0495-309.

17. Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. – СПб.: Фолиант; 2008. – 552 с. [Ketlinskii SA, Simbirtsev AS. Сytokines. St. Petersburg: Foliant; 2008. 552 p. (in Russ.)]

18. Balkwill FR. Cytokine cell biology. Oxford: Oxford University press; 2001. 520 р.

19. Chu AJ, Wang ZG, Walton MA, Seto A. Involvement of MAPK activation in bacterial endotoxin-inducible tissue factor upregulation in human monocytic THP-1 cells. J Surg Res. 2001;101(1): 85-90. doi: 10.1006/jsre.2001.6271.

20. Stoker M, Gherardi E. Regulation of cell movement: the motogenic cytokines. Biochim Biophys Acta. 1991;1072(1):81-102. doi: 10.1016/0304-419X(91)90008-9.

21. Гнатенко Д.А., Копанцев Е.П., Свердлов Е.Д. Роль сигнального пути FGF/FGFR в канцерогенезе поджелудочной железы // Биомедицинская химия. – 2016. – Т. 62. – №6. – С. 622–629. [Gnatenko DA, Kopantsev EP, Sverdlov ED. The role of the FGF / FGFR signaling pathway in pancreatic carcinogenesis. Biomedical Chemistry. 2016;62(6):622-629. (in Russ.)]

22. Нероев В.В., Слепова О.С., Рябина М.В., и др. Изменение содержания VEGF в слезной жидкости и сыворотке крови у больных с влажной формой возрастной макулярной дегенерации на фоне лечения препаратом Луцентис // Российский офтальмологический журнал. – 2013. – Т. 6. – №3. – С. 62–65. [Neroev VV, Slepova OS, Ryabina MV et al. Change in VEGF content in lacrimal fluid and serum in patients with a moist form of age-related macular degeneration during treatment with Lucentis. Rossiyskiy oftal’mologicheskiy zhurnal.2013;6(3):62-65. (in Russ.)]