Markers of Neuroinflammation in Patients with Primary Open-Angle Glaucoma: Review
Authors: Корелина В.Е. , Газизова И.Р. , Рожко Ю.И. , Гончарук Е.П. 
Published: July 2024

В статье обсуждаются возможности диагностики глаукомы с помощью глиальных биомаркеров. Клетки нейроглии играют ключевую роль в развитии нейровоспаления при глаукоме. Определение активности глиальных клеток сетчатки поможет выявлять специфические биомаркеры начинающегося глаукомного процесса. Среди биохимических маркеров нейровоспаления активно исследуют нейроспецифические белки. Авторы анализируют имеющиеся данные о глиальных белках, используемых в лабораторной диагностике. Протеин S100 – наиболее изученный и уже используемый в лабораторной диагностике глиальный биомаркер. При глаукоме отмечаются значительные изменения S100β, в начале заболевания он достоверно увеличивается. Полученные данные позволяют рассматривать глиальный белок S100β как потенциальный маркер глаукомного процесса. Нейронспецифическая энолаза при ишемии нервной ткани дает возможность судить о степени выраженности повреждений нейронов. Основной миелиновый белок – маркер повреждения глиальных клеток, участвующих в миелинизации аксонов, показывает степень демиелинизации волокон. Доказанные изменения миелиновой оболочки волокон зрительного нерва при экспериментальной глаукоме позволяют предполагать возможность использования этого биомаркера в доклинической диагностике глаукомного процесса. При первичной открытоугольной глаукоме также выявляют существенное снижение уровня нейротрофического фактора головного мозга. Цилиарный нейротрофический фактор относится к семейству цитокинов, экспрессируется глиальными клетками, при экспериментальной глаукоме регистрируется его повышенный синтез в клетках Мюллера. Фактор некроза опухоли продуцируется астроцитами, микроглией и способствует гибели ганглиозных клеток сетчатки. При глаукоме определяют дисбаланс фактора некроза опухоли и рецепторов к нему, что позволяет предлагать этот фактор как потенциальный биомаркер глаукомного процесса. Высокая активность клеток микроглии при глаукоме сопровождается экспрессией интерлейкинов (ИЛ): ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-12, ИЛ-10. Авторы обращают внимание на то, что цитокины и нейротрофины могут служить биомаркерами глаукомы, но их значение для диагностики и прогнозирования заболевания должно уточняться. Сенсорный белок NLRP3 участвует в иммуннопатогенезе нейровоспаления и усилении нейродегенеративных процессов при первичной открытоугольной глаукоме, может использоваться в ранней диагностике. Современные лабораторные технологии могут позволить выйти на новый молекулярный уровень диагностики глаукомы.

The article discusses the possibilities of diagnosing glaucoma using glial biomarkers. Neuroglial cells play a key role in the development of neuroinflammation in glaucoma. Determining the activity of retinal glial cells will help identify specific biomarkers of the incipient glaucomatous process. Among the biochemical markers of neuroinflammation, neurospecific proteins are being actively studied. The authors analyze the available data on some of them. Protein S100 is the most studied glial biomarker and is already used in laboratory diagnostics. In glaucoma, significant changes in S100β are observed. It significantly increases at beginning of disease. With a long-term glaucomatous process, the number of astrocytes decreases and S100 β decreases. Neuron-specific enolase during ischemia of nervous tissue makes it possible to judge the severity of neuronal damage. Myelin basic protein, a marker of damage to glial cells involved in axonal myelination, indicates the degree of demyelination of fibers. Proven changes in the myelin of optic nerve fibers in experimental glaucoma suggest the possibility of using this biomarker in the preclinical diagnosis of the glaucomatous process. In primary open-angle glaucoma, a significant decrease in the level of brain-derived neurotrophic factor is also detected. Ciliary neurotrophic factor belongs to family of cytokines, expressed by glial cells. In experimental glaucoma, increased synthesis of ciliary neurotrophic factor in Müller cells is recorded. Tumor necrosis factor produced by astrocytes, microglia and promotes the death of retinal ganglion cells. In glaucoma, an imbalance of tumor necrosis factor and its receptors is determined, which allows to propose this factor as potential biomarker of the glaucomatous process. High activity of microglial cells in glaucoma is accompanied by the expression of interleukins (IL): IL-1, IL-6, IL-12, IL-10. The sensor protein NLRP3 is involved in the immunopathogenesis of neuroinflammation and the enhancement of neurodegenerative processes in primary open-angle glaucoma. Modern laboratory technologies can allow us to reach new molecular level for diagnosing glaucoma.