Abstract
Background Vascular endothelial growth factor (VEGF)-A, the most abundant subtype of the VEGF
family in the eye, plays an important role in corneal homeostasis due to its ability
to
mediate corneal nerve repair. Repeated intravitreal anti-VEGF injections were
shown to significantly reduce corneal nerve density, which might negatively affect
corneal homeostasis and lead
to a neuropathic dry eye disease. Currently, there are two effective modalities
to treat dry eye while supplying VEGF to the ocular surface: serum eye drops (SED)
and eye drops manufactured
from plasma rich in growth factors (PRGF). The purpose of this study was to measure
the VEGF-A concentration in SED and PRGF eye drops.
Material and Methods Ten healthy volunteers donated blood on two separate occasions, 2 – 8 days apart.
Thus, a total of 20 blood samples were processed to obtain both SED and PRGF.
Concentrations of VEGF-A were quantified by a Simple Plex platform run in triplicate.
Results The VEGF-A concentration in SED and PRGF was very similar between the two blood samples
drawn from one individual donor but showed substantial interindividual variability.
However, in all 20 samples, VEGF concentrations were substantially higher in
SED samples (mean 238.7 ± 146.6 pg/mL) compared to PRGF samples (mean 67.4 ± 46.3 pg/mL).
Based upon the analysis
of variance (ANOVA) model for the measured concentrations with fixed effects
for specimen (SED vs. PRGF) and subject, the mean difference between the SED and PRGF
concentration was
168.1 pg/mL (95% confidence interval: [142.4, 193.9], p < 0.001).
Conclusion Our study showed that the VEGF concentration was higher in SED than in PRGF. This
is an important finding, particularly for potential treatment of dry eye disease in
patients with neuropathic eye disease, especially in patients that received repeated
anti-VEGF intravitreal injections, or in patients with Sjögrenʼs disease, where the
level of VEGF in
tears might be pathologically decreased. Hypothetically, VEGF might be needed
to restore ocular surface homeostasis. Although growing evidence has shown that VEGF-A
plays an important role
in corneal homeostasis, only a randomized prospective clinical trial will show
whether supplying VEGF-A to the ocular surface might successfully restore the corneal
homeostasis and overcome
the problem of corneal neuropathy in these patients. For such a trial, based
on our results, an undiluted SED should be preferred over a PRGF due to the higher
content of VEGF-A.
Zusammenfassung
Hintergrund Der Vascular endothelial Growth Factor A (VEGF-A) ist der am häufigsten vorkommende
Subtyp der VEGF-Gruppe und spielt u. a. eine wichtige Rolle in der Homöostase der
Augenoberfläche und Regeneration der Hornhautnerven. Aktuelle Studien zeigen,
dass eine wiederholte intravitreale Anti-VEGF-Injektionstherapie eine Reduktion der
Nervendensität in der
Hornhaut verursachen kann; dies kann zur Störung der kornealen Homöostase und
dadurch zum trockenen Auge führen. Als Therapiemöglichkeiten des trockenen Auges,
die das VEGF-A beinhalten,
steht das Eigenblutserum (EBS) und Plasma rich in Growth Factors (PRGF) zur Verfügung.
Das Ziel dieser Studie ist die Konzentration des VEGF-A in EBS und PRGF zu messen
und zu
vergleichen.
Material und Methoden Es wurde 2-mal eine Blutentnahme jeweils im Abstand weniger Tagen bei 10 gesunden
Probanden durchgeführt, sodass insgesamt 20 Blutproben für die Herstellung von
EBS und PRGF gewonnen wurden. Die Konzentration des VEGF-A wurde in Triplikaten
mittels einer automatisierten Immun Assay Simple Plex gemessen.
Resultate Die Konzentration des VEGF-A zeigte eine interindividuelle Variabilität; in allen
20 Proben wurde eine signifikant höhere Konzentration des VEGF-A im EBS gemessen,
im
Vergleich zum PRGF (Mean 238,7 ± 146,6 pg/mL vs. 67,4 ± 46,3 pg/mL). Die Varianzanalyse
ANOVA zeigte einen Unterschied des Means der VEGF-A-Konzentration zwischen EBS und
PRGF von
168,1 pg/mL (95%-Konfidenzintervall: 142,4 – 193,9; p < 0,001).
Schlussfolgerungen Unsere Studie hat gezeigt, dass die Konzentration von VEGF-A im EBS höher ist als
im PRGF. Dieses Ergebnis könnte einen wichtigen Hinweis geben in Bezug auf die
Wahl der potenziellen Therapie des trockenen Auges, vor allem bei der neuropathischen
Keratopathie, die nach wiederholten intravitrealen Anti-VEGF-Injektionen oder im Rahmen
eines
Sjögren-Syndroms auftreten kann. Hier kann es zu einer reduzierten VEGF-A-Konzentration
im Tränenfilm und dadurch Störung der kornealen Homöostase kommen. Ob das Supplementieren
des VEGF-A
in Form von Augentropfen die korneale Homöostase wiederherstellen kann, sollte
in weiterführenden, randomisiert kontrollierten Studien untersucht werden. Aufgrund
der höheren
VEGF-A-Konzentration wäre das EBS für solche Untersuchungen und Studien zu bevorzugen.
Key words
cornea - conjunctiva - lids
Schlüsselwörter
Kornea - Bindehaut - Tränenwege
