Evaluation of activity and severity of uveitis in children based on comprehensive biochemistry analysis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

AIM: To investigate the role of proteolytic enzymes and their inhibitors in endogenous uveitis in children and develop new diagnostic criteria.

MATERIAL AND METHODS: A total of 76 children (135 eyes) aged 3 to 17 years with uveitis were examined. All children underwent standard ophthalmological examination, posterior segment optical coherence tomography (OCT) was performed if required. Location, course, and activity of uveitis were assessed as per criteria developed by the International Uveitis Study Group. All patients underwent tear and serum biochemistry analysis, aqueous humor was tested if surgical treatment was required. Alpha-2-macroglobulin (α2-MG), matrix metalloproteinase-9 (MMP-9), tissue inhibitor of metalloproteinases 1 (TIMP-1), urokinase-type plasminogen activator (uPA), and plasminogen (PG) levels were determined. Concentrations of α2-MG were measured by an enzymatic method using a specific substrate Nα-benzoyl-DL-arginine 4-nitroanilide (DL-BAPNA). MMP-9, TIMP-1, uPA, and PG levels were determined using an enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). A total of 64 children (84.2%) were followed-up. The analysis included 1143 tear, 283 serum, and 79 aqueous humor samples.

RESULTS: Active uveitis was found to be associated with activation of proteolytic enzymes and their inhibitors resulting in increased tear uPA levels, as well as increased uPA, MMP-9, and TIMP-1 levels in aqueous humor. Tear uPA level exceeds 80.7 pg/mL in active uveitis, ranges from 46.6 to 80.6 pg/mL in moderate/subactive disease, is less than or equal to 46.5 pg/mL in inactive phase/remission; it is one of the objective criteria to determine uveitis activity. In patients with panuveitis, tear MMP-9, PG, and α2-MG levels were higher compared to the children with anterior and peripheral uveitis.

CONCLUSION: New data on the role of the proteolysis system in the pathogenesis of endogenous uveitis in children have been obtained. New criteria for assessing uveitis activity and severity have been established based on proteolytic enzymes and their inhibitors levels in tear fluid. The obtained results can be used to develop targeted therapy.

About the authors

Lyudmila A. Katargina

Helmholtz National Medical Research Center of Eye Diseases

Email: katargina@igb.ru
ORCID iD: 0000-0002-4857-0374

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow

Natalya B. Chesnokova

Helmholtz National Medical Research Center of Eye Diseases

Email: khrabrovamaria@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7856-8005
SPIN-code: 8705-7248

Dr. Sci. (Biology), Professor

Russian Federation, Moscow

Ekaterina V. Denisova

Helmholtz National Medical Research Center of Eye Diseases

Email: deale_2006@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-3735-6249
SPIN-code: 4111-4330

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Mariia A. Khrabrova

Helmholtz National Medical Research Center of Eye Diseases

Author for correspondence.
Email: khrabrovamaria@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9422-4264

MD, Junior Researcher

Russian Federation, Moscow

Olga V. Beznos

Helmholtz National Medical Research Center of Eye Diseases

Email: khrabrovamaria@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7557-4955
SPIN-code: 7894-5162

MD, Doctor of Clinical Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Moscow

References

  1. Drozdova EA, Yadykina EV, Berdnikova EV. Intermediate uveitis: current features of diagnosis and treatment. Modern technologies in ophthalmology. 2020;(4):186–187. EDN: QPDLZW doi: 10.25276/2312-4911-2020-4-186-187
  2. Katargina LA, Khvatova AV. Endogenous uveitis in children and adolescents. Moscow: Meditsina; 2000. 320 p. (Library of Practising Doctor). (In Russ.)
  3. Neroev VV, Katargina LA, Denisova EV, et al. Macular status and functions in pediatric peripheral uveitis. Russian Ophihalmological Journal. 2009;2(1):22–27. EDN: QCLIQB
  4. Ben Ezra D, Cohen E, Maftzir G. Uveitis in children and adolescents. Br J Ophthalmol. 2005;89(4):444–448. doi: 10.1136/bjo.2004.050609
  5. De Boer J, Wulffraat N, Rothova A. Visual loss in uveitis of childhood. Br J Ophthalmol. 2003;87(7):879–884. doi: 10.1136/bjo.87.7.879
  6. Edelsten C, Reddy MA, Stanford MR, Graham EM. Visual loss associated with pediatric uveitis in English primary and referral centers. Am J Ophthalmol. 2003;135(5):676–680. doi: 10.1016/s0002-9394(02)02148-7
  7. Heiligenhaus A, Niewerth M, Ganser G, et al. Prevalence and complications of uveitis in juvenile idiopathic arthritis in a population based nation white study in Germany: suggested modification of the current screening guidelines. Rheumatology (Oxford). 2007;46(6):1015–1019. doi: 10.1093/rheumatology/kem053
  8. Paivönsalo-Hietanen T, Tuominen J, Saari KM. Uveitis in children: population-based study in Finland. Acta Ophthalmol Scand. 2000;78(1):84–88. doi: 10.1034/j.1600-0420.2000.078001084.x
  9. Siiskonen M, Hirn I, Pesälä R, et al. Prevalence, incidence and epidemiology of childhood uveitis. Acta Ophthalmol. 2021;99(2):e160–e163. doi: 10.1111/aos.14535
  10. Smith JA, Mackensen F, Sen HN, et al. Epidemiology and course of disease in childhood uveitis. Ophthalmology. 2009;116(8):1544–1551. doi: 10.1016/j.ophtha.2009.05.002
  11. BDEX [Internet]. Population of Russia. (In Russ.) Available from: https://bdex.ru/naselenie/russia/. Accessed: 05.11.2024.
  12. Markelova EV, Zdor VV, Romanchuk AL, Birko ON. Matrix metalloproteinases: on their relationship with cytokine system, diagnostic and prognostic potential. Immunopatology, allergology, infectology. 2016;(2):11–22. EDN: WEATPT doi: 10.14427/jipai.2016.2.23
  13. Manicone AM, McGuire JK. Matrix metalloproteinases as modulators of inflammation. Semin Cell Dev Biol. 2008;19(1):34–41. doi: 10.1016/j.semcdb.2007.07.003
  14. Mondino A, Blasi F. uPA and uPAR in fibrinolysis, immunity and pathology. Trends Immunol. 2004;25(8):450–455. doi: 10.1016/j.it.2004.06.004
  15. Rosso MD, Fibbi G, Pucci M, et al. The plasminogen activation system in inflammation. Front Biosci. 2008;13:4667–4686. doi: 10.2741/3032
  16. Schor H, Vaday GG, Lider O. Modulation of leukocyte behavior by an inflamed extracellular matrix. Dev Immunol. 2000;7(2-4):227–238. doi: 10.1155/2000/51902
  17. Cuello C, Wakefield D, Di Girolamo N. Neutrophil accumulation correlates with type IV collagenase/gelatinase activity in endotoxin induced uveitis. Br J Ophthalmol. 2002;86(3): 290–295. doi: 10.1136/bjo.86.3.290
  18. Di Girolamo N, Verma MJ, McCluskey PJ, et al. Increased matrix metalloproteinases in the aqueous humor of patients and experimental animals with uveitis. Curr Eye Res. 1996;15(10):1060–1068. doi: 10.3109/02713689609017656
  19. El-Shabrawi Y, Christen WG, Foster CS. Correlation of metalloproteinase-2 and -9 with proinflammatory cytokines interleukin-1β, interleukin-12 and the interleukin-1 receptor antagonist in patients with chronic uveitis. Curr Eye Res. 2000;20(3):211–214.
  20. El-Shabrawi Y, Walch A, Hermann J, et al. Inhibition of MMP-dependent chemotaxis and amelioration of experimental autoimmune uveitis with a selective metalloproteinase-2 and -9 inhibitor. J Neuroimmunol. 2004;155(1-2):13–20. doi: 10.1016/j.jneuroim.2004.05.010
  21. Chesnokova NB, Neroev VV, Beznos OV, et al. Effects of dexamethasone and superoxide dismutase instillations on clinical course of uveitis and local biochemical processes (experimental study). Russian Annals of ophthalmology = Vestnik oftalmologii. 2015;131(3):71–75. EDN: UGRMJP doi: 10.17116/oftalma2015131371-75
  22. Chesnokova NB, Beznos OV, Lozinskaya NA, et al. Effect of melatonin instillations on the clinical course of experimental uveitis and biochemical processes in tears and aqueous humor. Biomeditsinskaya khimiya. 2016;62(2):164–168. EDN: VUWAEH doi: 10.18097/PBMC20166202164
  23. Zulian F, Martini G, Falcini F, et al. Early predictors of severe course of uveitis in oligoarticular juvenile idiopathic arthritis. J Rheumatol. 2002;29(11):2446–2453.
  24. Jabs DA, Nussenblatt RB, Rosenbaum JT; Standardization of Uveitis Nomenclature (SUN) Working Group. Standardization of uveitis nomenclature for reporting clinical data. Results of the first international workshop. Am J Ophthalmol. 2005;140(3):509–516. doi: 10.1016/j.ajo.2005.03.057
  25. Patent RUS № RU 2805940 C1. Katargina LA, Chesnokova NB, Denisova EV, et al. A method of assessing the inflammatory process in children with endogenous uveitis. (In Russ.) Available from: https://patents.google.com/patent/RU2805940C1/ru. Accessed: 05.11.2024.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Concentrations of urokinase-type plasminogen activator in tear fluid by uveitis activity

Download (119KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Concentrations of urokinase-type plasminogen activator (UPA) and tissue inhibitor of metalloproteinases 1 (TIMP-1) in anterior chamber aqueous humor in uveitis and comparison groups

Download (99KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Concentrations of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) in anterior chamber aqueous humor in uveitis and comparison groups

Download (86KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».