Decoupling Oxygen Tension From Retinal Vascularization as a New Perspective for Management of Retinopathy of Prematurity. New Opportunities From β-adrenoceptors

Abstract

Retinopathy of prematurity (ROP) is an evolutive and potentially blinding eye disease that affects preterm newborns. Unfortunately, until now no conservative therapy of active ROP with proven efficacy is available. Although ROP is a multifactorial disease, premature exposition to oxygen concentrations higher than those intrauterine, represents the initial pathogenetic trigger. The increase of oxygenation in a retina still incompletely vascularized promotes the downregulation of proangiogenic factors and finally the interruption of vascularization (ischemic phase). However, the increasing metabolic requirement of the ischemic retina induces, over the following weeks, a progressive hypoxia that specularly increases the levels of proangiogenic factors finally leading to proliferative retinopathy (proliferative phase). Considering non-modifiable the coupling between oxygen levels and vascularization, so far, neonatologists and ophthalmologists have “played defense”, meticulously searching the minimum necessary concentration of oxygen for individual newborns, refining their diagnostic ability, adopting a careful monitoring policy, ready to decisively intervene only in a very advanced stage of disease progression. However, recent advances have demonstrated the possibility to pharmacologically modulate the relationship between oxygen and vascularization, opening thus the perspective for new therapeutic or preventive opportunities. The perspective of a shift from a defensive towards an attack strategy is now at hand.

Neurosensory Alterations in Retinopathy of Prematurity: A Window to Neurological Impairments Associated to Preterm Birth

“…Although in preterm infants oral propranolol is not sufficiently safe [ 54 ], propranolol 0.2% eye micro-drops showed an optimal safety and tolerability profile and efficiently reduced ROP progression [ 58 , 59 ]. It is noteworthy that propranolol seems to exert a neuroprotective effect in the OIR retina, suggesting that beta adrenoceptor blockade may be useful in human patients not only to prevent neovascularization but also to limit the neural damage evidenced by impaired ERG [ 60 ]. Indeed, OIR mice showed an altered ERG profile due to neuronal cell death, while the propranolol treatment protected retinal cells enhancing pro-survival pathways such as autophagy while inhibiting apoptosis, thus finally resulting in recovered retinal function [ 61 ].…”

“…Indeed, OIR mice showed an altered ERG profile due to neuronal cell death, while the propranolol treatment protected retinal cells enhancing pro-survival pathways such as autophagy while inhibiting apoptosis, thus finally resulting in recovered retinal function [ 61 ]. However, clinical trials performed to date are not large enough to draw definitive conclusions about propranolol efficacy in treating ROP nor on its supposed neuroprotective effect [ 60 ]. In the meantime, the results obtained in ROP infants treated with propranolol so far, especially related to its antiangiogenic effects, are very promising.…”

Risk factors for the development of retinopathy in premature infants

“…При всіх однакових умовах виходжування у частини дітей немає чіткої залежності формування РН від означених предикторів. Навіть при мінімальних впливах РН діагностується, має варіабельний перебіг і поступово прогресує в бік більшої агресії та ризику для якості зору, що говорить про ймовірну наявність інших факторів ризику, які впливають на розвиток РН [9,12,13]. На сьогодні як важливий фактор ризику розвитку РН розглядається внутрішньоутробне запалення, включаючи хоріоамніоніт (ХА) [9,[14][15][16].…”

“…Навіть при мінімальних впливах РН діагностується, має варіабельний перебіг і поступово прогресує в бік більшої агресії та ризику для якості зору, що говорить про ймовірну наявність інших факторів ризику, які впливають на розвиток РН [9,12,13]. На сьогодні як важливий фактор ризику розвитку РН розглядається внутрішньоутробне запалення, включаючи хоріоамніоніт (ХА) [9,[14][15][16]. Зараз потребують подальшого вивчення фактори, які потенційно можуть спричинити РН, ведеться інтенсивна дослідницька діяльність, спрямована на визначення нових терапевтичних і профілактичних стратегій РН [9,11,17].…”

“…На сьогодні як важливий фактор ризику розвитку РН розглядається внутрішньоутробне запалення, включаючи хоріоамніоніт (ХА) [9,[14][15][16]. Зараз потребують подальшого вивчення фактори, які потенційно можуть спричинити РН, ведеться інтенсивна дослідницька діяльність, спрямована на визначення нових терапевтичних і профілактичних стратегій РН [9,11,17]. Розуміння механізмів, за допомогою яких фактори ризику визначають початок і перебіг РН, може покращити скринінг і лікування цього захворювання [18].…”