Journal Home

  ISSN 0204-8043 (print)

  ISSN 1314-2143 (online)

Past Issues

Serum inflammatory cytokines IL-1β, IL-6, TNF-α and VEGF have influence on the development of diabetic retinopathy

 

Desislava N. Koleva-Georgieva1 / Nelly P. Sivkova1 / Dora Terzieva2
1Department of Ophthalmology
2Department of Clinical Laboratory, St. George University Hospital, Medical University, Plovdiv, Bulgaria
Citation Information: Folia Medica. Volume 53, Issue 2, Pages 44–50, ISSN (Online) 1314-2143, ISSN (Print) 0204-8043, DOI: 10.2478/v10153-010-0036-8, March 2013
Publication History:
Published Online:
2013-03-22


Abstract

 

Aim: The aim of this study was to analyze the correlation between serum levels of inflammatory cytokines IL-1β, IL-6, TNF-α and VEG F and the presence and severity of diabetic retinopathy (DR) in patients with type 2 diabetes mellitus (DM).

Patients and methods: In this prospective study we included 38 healthy volunteers (group 1) and 39 patients with type 2 DM (group 2). All participants underwent routine ophthalmological examination and laboratory analysis of the serum cytokines IL-1β, IL-6, TNF-α and VEG F. Group 2 patients were additionally examined by colour fundus photography and fluorescein angiography to determine the DR stage. We studied the correlation of IL- 1β, IL-6, TNF-α and VEG F with the presence of DM, the presence and severity of DR, the duration of DM and DR, the serum levels of glycosylated haemoglobin, as well as with hyperlipidemia and the general indicators of inflammation - erythrocyte sedimentation rate (ESR) and fibrinogen.

Results: The group 2 patients had statistically significantly higher levels of IL-1β (р = 0.01) and IL-6 (р = 0.029) and elevated TNF-α and VEG F levels in comparison with group 1 patients. Group 2 patients were divided into 5 subgroups depending on the severity of DR: patients without DR (n = 11), patients with mild non-proliferative DR (n = 10), patients with moderate non-proliferative DR (n = 5), and patients with severe non-proliferative DR (n = 2) (total number of non-proliferative DR (n = 17)) and patients with proliferative DR (n = 11). The comparative analysis showed statistically significant differences in the serum levels of IL-1β (р = 0.003), TNF-α (р = 0.002) and VEG F (р = 0.005) between the different subgroups. Patients with proliferative DR showed significantly higher values of serum IL- 1β (р < 0.0001), IL-6 (р = 0.007), TNF-α (р = 0.002) and VEG F (р < 0.0001) compared with the patients with non-proliferative DR. The cytokine serum levels did not correlate with the duration of DM, the duration of DR (except for IL-1β, р = 0.045), and hyperlipidemia (except for TNF-α, р = 0.05). TNF-α (р = 0.05) and VEG F (р = 0.047) serum levels correlated with the levels of glycosylated hemoglobin, and IL-1β, TNF-α and VEG F correlated with the general indicators of inflammation (ESR and fibrinogen).

Conclusion: Serum concentrations of IL-1β, TNF-α and VEG F have an effect on the development and progression of DR. They correlate with the presence and severity of the disease. Whether serum cytokines can play the role of a prognostic factor or serve as a means to choose a proper therapeutic agent for the treatment of diabetic retinopathy should be analyzed by further more extensive prospective longitudinal studies in future.

 

Abstract in russian

Резюме

 

Цель: Анализировать связь сывороточных уровней инфляматорных цитокинов IL-1β, IL-6, TNF-α и VEGF с наличием и тяжестью диабетической ре- тинопатии (ДР) у пациентов с сахарным диабетом (СД) типа 2.

Пациенты и методы: В проспективное исследо- вание включено 38 здоровых добровольцев (группа 1) и 39 пациентов с СД типа 2 (группа 2). Обе группы подвергнуты рутинному офтальмологическому осмотру и исследованию сывороточных IL-1β, IL- 6, TNF-α и VEGF, а пациентам группы 2 сделали фотографию глазного дна и флюоресцентную ангио- графию с целью определения стадии ДР. Авторы обследовали и связь сывороточных IL-1β, IL-6, TNF-α и VEGF с наличием и тяжестью СД, с давностью СД и ДР, с уровнем гликированного гемоглобина, с гиперлипидемией и с общими показателями воспа- ления (СОЭ и фибриноген).

Результаты: У пациентов группы 2 установлены значимо более высокие стоимости IL-1β (р = 0.01) и IL-6 (р = 0.029) и тенденция повышения TNF-α и VEGF по сравнению с группой 1. В зависимости от тяжести ДР пациенты группы 2 разделены на следующие подгруппы: без ДР (n = 11), с легкой непролиферативной ДР (n = 10), со среднетяжелой непролиферативной ДР (n = 5), с тяжелой непро- лиферативной ДР (n = 2) (непролиферативная ДР: n = 17 и пролиферативная ДР: n = 11).

Сравнительный анализ показал значимую разницу в сывороточных уровнях IL-1β (p = 0.003), TNF-α (p = 0.002) и VEGF (p = 0.005) между отдельными подгруппами. У пациентов с пролиферативной ДР установлены значимо более высокие стоимости сывороточных IL-1β (p < 0.0001), IL-6 (p = 0.007), TNF-α (p = 0.002) и VEGF (p < 0.0001) по сравне- нию с группой с непролиферативной ДР. Цитокины не коррелируют с давностью СД, с давностью ДР (за исключением IL-1β, p = 0.045), с гиперлипидемией (за исключением TNF-α, p = 0.05). Сывороточные уровни TNF-α (p = 0.05) и VEGF (p = 0.047) имели корреляцию с гликированным гемоглобином, а IL-1β, TNF-α и VEGF с общими показателями воспаления (СОЭ и фибриноген).

Заключение: Сывороточные концентрации IL-1β, TNF-α и VEGF оказывают влияние на развитие и прогрессию ДР. Они коррелируют с наличием и тяжестью заболевания. Смогут ли сывороточные цитокины служить прогностическим фактором или указывающим показателем в подборе медикамента для лечения ДР? Ответ на этот вопрос может дать анализ будущих проспективных лонгитуди- нальных исследований.