Wirkung von Aflibercept auf Endothelzellen der menschlichen Hornhaut bei neovaskulärer altersbedingter Makuladegeneration

Intravitreale Injektionen von Inhibitoren des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors (VEGF) werden zunehmend zur Behandlung der neovaskulären altersbedingten Makuladegeneration (AMD) in der ophthalmologischen Praxis eingesetzt.1-4 Die am häufigsten verwendeten VEGF-Inhibitoren sind Bevacizumab (Avastin®, Genentech, San Francisco, Kalifornien, USA), Ranibizumab (Lucentis®, Genentech, San Francisco, Kalifornien, USA) und Aflibercept (Eylea®, Regeneron Pharmaceuticals Inc., Tarrytown, New York, USA), darunter Aflibercept und Ranibizumab, die von der Food and Drug Administration (FDA) für diese Indikation zugelassen wurden.

Aflibercept ist der zuletzt entwickelte VEGF-Inhibitor mit einem rekombinanten Fusionsprotein, das aus extrazellulären Domänen des humanen VEGF-Rezeptors der Rezeptoren 1 und 2 (VEGFR1 und VEGFR2) besteht, die mit der Fc-Domäne von humanem IgG fusioniert sind. Dieses Protein enthält alle menschlichen Aminosäuresequenzen, wodurch das Potenzial für Immunogenität bei Patienten minimiert wird. Die verlängerte intravitreale Halbwertszeit von Aflibercept im Vergleich zu Ranibizumab kann zu einer geringeren Behandlungslast in Bezug auf Injektionen, Überwachung und Arztbesuche führen. Mehrere In-vitro-Studien haben gezeigt, dass Aflibercept in der üblicherweise zur Behandlung von Netzhauterkrankungen verwendeten Konzentration keine Toxizität für die Augenzellen hatte. Obwohl sich gezeigt hat, dass sowohl Ranibizumab als auch Bevacizumab keine schädlichen Wirkungen auf das Hornhautendothel haben, wurde bisher nicht über die Wirkung von intravitrealem Aflibercept auf das menschliche Hornhautendothel berichtet. In Anbetracht der funktionellen Bedeutung des Hornhautendothels, insbesondere in der älteren Bevölkerung, wurde die vorliegende Studie konzipiert, um die In-vivo-Toxizität von Aflibercept auf menschliche Hornhautendothelzellen bei Patienten mit neovaskulärer AMD zu bewerten.

34 Augen von 34 konsekutiven Patienten mit neovaskulärer AMD (19 männlich, 15 weiblich; Durchschnittsalter 66,4 ± 3,4 Jahre; Altersspanne 57–76 Jahre) wurden für diese prospektive Beobachtungsstudie rekrutiert. Das Studienprotokoll wurde von der Ethikkommission genehmigt und entsprach den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki. Alle Teilnehmer unterzeichneten die Einverständniserklärung vor jedem studienbezogenen Verfahren.

Alle Teilnehmer erhielten drei aufeinanderfolgende Monate lang eine monatliche intravitreale Aflibercept-Injektion, und spätere Behandlungen wurden nach Bedarf angewendet. Die Nachbeobachtungszeit betrug sechs Monate.

Das Verfahren für die intravitreale Aflibercept-Injektion wurde unter Verwendung von aseptischen Standardtechniken durchgeführt. Nach örtlicher Betäubung mit Proparacain-Hydrochlorid-Augentropfen (Alcaine, Alcon Laboratories Inc, Fort Worth, Texas, USA) wurden die Augenlider und das untere Bindehautgewölbe mit 5 % Povidon-Jod sterilisiert. Aflibercept (2,0 mg, 0,05 ml) wurde mit einer 27-Gauge-Nadel durch die Pars plana (4 mm hinter dem Limbus) injiziert.

An der zentralen Hornhaut wurde vor der ersten intravitrealen Aflibercept-Injektion und 1, 3, 6 Monate nach der Injektion eine berührungslose Spiegelmikroskopie (Tomey EM-3000 Specular Microscope, Tomey Corp, Japan) durchgeführt. Ein geblendeter Beobachter (S.D.) erhielt die Hornhautendothelbilder. Das Spiegelmikroskop bewertete automatisch die Endothelzelldichte (ECD), den Variationskoeffizienten der Zellgröße (CoV), ein objektives Maß für Polymegathismus, und den Prozentsatz der hexagonalen Zellen (Hex%), ein Index für Pleomorphismus. Spiegelmikroskopie lieferte auch optische Pachymetriemessungen. Die akute Toxizität von Aflibercept auf das Endothel wurde anhand des Vorhandenseins von Hornhautödem und Vorderkammerreaktion sowie des Augeninnendrucks am ersten Tag nach der Injektion bewertet. Die unbehandelten Augen dienten als Kontrollgruppe.

Die intravitreale Injektion von Aflibercept hatte keine negativen Auswirkungen auf die Endothelzellen der menschlichen Hornhaut. Die Anzeichen einer akuten toxischen Wirkung von Aflibercept auf das Endothel, nämlich Hornhautödem, Vorderkammerreaktion oder hoher Augeninnendruck, wurden in keinem der Augen festgestellt am ersten Tag nach der Injektion.

Aflibercept ist ein kürzlich zugelassener Anti-VEGF, der eine neue Therapie zur Behandlung von neovaskulärer AMD bietet. Es ist ein Fusionsprotein der VEGF-Rezeptoren 1 und 2. Es hat im Vergleich zu Ranibizumab oder Bevacizumab eine höhere Affinität zu VEGF, was auf eine längere Wirkdauer von Aflibercept hinweist. In experimentellen und klinischen Studien hat sich gezeigt, dass die Wirksamkeit von Aflibercept bei der Behandlung von AMD mit der von Ranibizumab und Bevacizumab vergleichbar ist. In Studien, in denen Aflibercept mit Bevacizumab oder Ranibizumab verglichen wurde, hatte Aflibercept weniger negative Auswirkungen auf retinale Zelllinien wie Veränderungen der Zellmorphologie, Apoptose oder dauerhafte Abnahme der Lebensfähigkeit, Zelldichte oder Proliferation der Zellen. Aflibercept hat eine größere Bindungsaffinität für VEGF als Ranibizumab und Bevacizumab und erfordert eine weniger häufige intravitreale Injektion als Ranibizumab und Bevacizumab. Die Glaskörperhalbwertszeit von Aflibercept ist kürzer als die von Bevacizumab, aber länger als die von Ranibizumab. In Retina-Pigmentepithel und Retina-Kulturen, die aus Schweineaugen präpariert wurden, hemmte Aflibercept in einer minimalen Konzentration sechs Stunden lang VEGF vollständig und zeigte im Vergleich zu Bevacizumab und Ranibizumab eine verlängerte VEGF-Hemmung. Dieser Vorteil von Aflibercept wirft jedoch Bedenken hinsichtlich möglicher Nebenwirkungen einer Langzeitanwendung auf.

Das Hornhautendothel ist eine Barriere für den Flüssigkeitsfluss vom Kammerwasser zum Stroma. Es ist für die Aufrechterhaltung der Hornhauttransparenz verantwortlich, indem es die Stromahydratation reguliert. Die Endothelzelldichte nimmt mit dem Alter ab, und eine weitere Schädigung des Hornhautendothels durch Krankheit, Trauma oder Arzneimittel kann zu dessen Funktionsverlust führen, was zu Hornhautödemen, verminderter Hornhautklarheit und Verlust der Sehschärfe führen kann. Daher ist die Gesunderhaltung des Hornhautendothels besonders für ältere Patienten von entscheidender Bedeutung. Die intravitreale Injektion führt dazu, dass eine signifikante Konzentration von VEGF-Inhibitoren mit menschlichen Hornhautendothelzellen in Kontakt kommt. Frühere Studien zeigten, dass VEGF und seine Rezeptoren im Endothel und Epithel der Hornhaut exprimiert werden und VEGF-Inhibitoren nach intravitrealer Injektion im Kammerwasser nachweisbar sind, was beide zeigt, dass VEGF-Inhibitoren potenziell zytotoxisch für menschliche Hornhautendothelzellen sind. Die Wirkung der intravitrealen Injektion von Ranibizumab oder Bevacizumab auf das Hornhautendothel wurde zuvor untersucht. Perez-Rico et al. berichteten, dass intravitreale Injektionen von Ranibizumab sieben Tage oder sechs Monate nach der Injektion keine signifikante Wirkung auf Endothelzelldichte, CoV und Hex% hatten. Auch die wiederholten intravitrealen Injektionen von Ranibizumab über sechs Monate führten nicht zu wesentlichen Veränderungen des Hornhautendothels. Chiang et al. untersuchten die Dickenveränderung der Hornhaut und die Endothelzelldichte der Hornhaut beim Menschen bis zu sechs Monate nach der intravitrealen Injektion von 2,5 mg Bevacizumab und stellten fest, dass intravitreales Bevacizumab keine schädlichen Auswirkungen auf das Hornhautendothel hat. In-vitro-Studien zeigten auch, dass Bevacizumab für Hornhautzellen menschlichen Ursprungs nicht toxisch ist. Obwohl die intrakamerale Injektion von Ranibizumab eine Verschlechterung der Endothelzellmorphologie in der Hornhaut von Kaninchen verursachte, beeinflusste die intrakamerale Injektion von Bevacizumab die Lebensfähigkeit oder Morphologie der Endothelzellen in der Hornhaut von Kaninchen oder Mensch nicht. Bevacizumab induzierte in vitro keine Apoptose oder Nekrose in humanen Endothel- und Fibroblastenzellen der Hornhaut. In einer kürzlich durchgeführten Studie wurde berichtet, dass monatliche intravitreale Bevacizumab- oder Ranibizumab-Injektionen über drei aufeinanderfolgende Monate die Hornhautmorphologie nicht beeinflussen und keine schädlichen Auswirkungen auf das Endothel bei Patienten mit diabetischem Makulaödem haben. Die Ergebnisse dieser vorliegenden Studie stimmen ebenfalls mit diesen Studien überein, die zeigen, dass weder Ranibizumab noch Bevacizumab negative Auswirkungen auf Hornhautendothelzellen haben. Die Prüfärzte stellten fest, dass sich CCT, ECD, CoV und Hex% über sechs Monate nach intravitrealer Injektion von Aflibercept in beide Augen nicht veränderten. Darüber hinaus zeigten CCT, ECD, CoV und Hex% keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen dem mit intravitrealem Aflibercept behandelten Auge und dem kontralateralen unbehandelten Auge vor und während der 6-monatigen Nachbeobachtung nach der intravitrealen Injektion.

Die Haupteinschränkung der Studie war die begrenzte Stichprobengröße, die uns daran hindert, eine endgültige Schlussfolgerung zur Wirkung von intravitrealem Aflibercept auf das menschliche Hornhautendothel zu ziehen. Dennoch liefert diese Pilotstudie erste Hinweise darauf, dass intravitreale Aflibercept-Injektionen keine negativen Auswirkungen auf das menschliche Hornhautendothel haben.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die durchschnittlich viermalige intravitreale Injektion von klinisch wirksamen Dosen von Aflibercept während des 6-Monats-Zeitraums keine schädlichen Auswirkungen auf das Endothel der menschlichen Hornhaut hat, was durch Spiegelmikroskopie untersucht wurde. Weitere prospektive, groß angelegte und langwierige Studien sind erforderlich, um zu bestätigen, dass intravitreales Aflibercept sicher und ohne Hornhauttoxizität zur Behandlung von neovaskulärer AMD verwendet werden kann.