Introdução: A crescente necessidade de biomarcadores preditivos no cuidado com os olhos diabéticos

Apesar dos avanços no controle glicêmico e no manejo da doença sistêmica, a prevalência de DR continua a subir em paralelo com a epidemia global de diabetes. A Federação Internacional de Diabetes projeta que o número de adultos com diabetes atingirá 783 milhões até 2045, e uma proporção significativa desses indivíduos desenvolverá complicações retinianas. A detecção precoce é crítica porque as fases mais graves, de risco para a visão – retinopatia diabética proliferativa (DDR) e edema macular diabético (DME) – muitas vezes se desenvolvem sem sintomas visíveis até que ocorra dano irreversível. A triagem tradicional depende da fotografia de fundo e do exame clínico, que detectam mudanças estruturais apenas depois de já estarem presentes. Há uma necessidade urgente de biomarcadores moleculares que podem estratificar anos de risco antes de aparecer patologia visível. Entre os candidatos mais promissores estão os fatores de crescimento endotelial circulantes (VEGF), um importante condutor da angiogênese aberrante que caracteriza a RD avançada. Este artigo examina as evidências que ligam o risco circulante ao VEGF ao risco DR, exploram suas potenciais implicações na integração de métodos de imagem e métodos de análise.

Compreender Retinopatia Diabética: Patofisiologia e Progressão

A retinopatia diabética é uma complicação neurovascular do diabetes mellitus. A hiperglicemia crônica desencadeia uma cascata de insultos metabólicos à microvasculatura retinal: acúmulo de produtos finais avançados da glicação (AGEs), ativação da via poliol, estresse oxidativo e inflamação crônica de baixo grau. Estes processos levam à perda de pericito, disfunção celular endotelial e espessamento da membrana basal capilar. À medida que a barreira retiniana sanguínea fica comprometida, microaneurismas, hemorragias dot-blot e exsudatos duros aparecem – marcas de retinopatia diabética não proliferativa (NPDR). Ao longo do tempo, a oclusão capilar progressiva cria áreas de isquemia retiniana. Em resposta à hipoxia, a retina aumenta o fator hipoxia-indutível-1α (HIF-α), que estimula a produção de VEGF e outros fatores angiogênicos. Isto impulsiona a formação de novos vasos sanguíneos frágeis – a definição da função de retinopatia do nervo renal prolifer (HIF-1), que estimula a produção de FD e outros fatores angiogênicos da doença, que induzem a formação de novos vasos neuros, e a perda

Epidemiologia e Fatores de Risco

De acordo com a Federação Internacional de Diabetes, aproximadamente 537 milhões de adultos tinham diabetes em 2021, um número projetado para atingir 783 milhões até 2045. Desses, cerca de um terço desenvolverá alguma forma de DR, e até 10% irão progredir para estágios de ameaça à visão. Fatores de risco principais incluem a duração do diabetes, controle glicêmico ruim (HbA1c elevada), hipertensão, dislipidemia e nefropatia. No entanto, estas variáveis clínicas por si só têm poder preditivo limitado. Dois pacientes com níveis idênticos de HbA1c e duração da doença podem ter trajetórias DR dramaticamente diferentes, destacando a necessidade de biomarcadores granulares que capturam variação individual nas vias angiogênicas e inflamatórias. Por exemplo, o Diabetes Control and Complications Trial (DCCT) demonstrou que o controle glicêmico intensivo reduziu o risco de progressão da DR em 76%, mas alguns pacientes do grupo intensivo ainda desenvolveram retinopatia avançada. Essa variabilidade sugere que a predisposição genética e mediadores moleculares – como VEGF circulante – desempenham um papel crucial na determinação do risco individual.

O Papel do Fator de Crescimento Vascular Endotelial (VEGF) na Retinopatia Diabética

O fator de crescimento endotelial vascular é uma glicoproteína homodimérica que desempenha papel central na angiogênese fisiológica e patológica. A família VEGF inclui VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D e fator de crescimento placentário (PlGF). VEGF-A, comumente referido como VEGF, é a principal isoforma de neovascularização ocular de condução. Várias variantes de splice existem, incluindo VEGF121, VEGF[[165, e VEGF[189[[, com VEGF[[[]165]] sendo as células forfetais predominantes pró-angiogênicas. No olho saudável, VEGF é expresso em baixos níveis e essencial para manter a resposta endotelial do fígado em pacientes com FVF.

Mecanismos da Patologia Induzida pelo VEGF

O VEGF elevado promove a angiogênese por ligação aos seus receptores cognatos VEGFR-1 e VEGFR-2 nas células endoteliais. A ativação do VEGFR-2 provoca cascatas de sinalização a jusante (MAPK, PI3K/Akt, PLCγ) que estimulam a proliferação endotelial, migração e formação de tubos. Além disso, o VEGF aumenta a permeabilidade vascular por indução da fosforilação de proteínas de junção apertadas (ocludina, claudin) e proteínas de junção aderentes (VE-caderina), levando à degradação da barreira hematorretina interna. Esta ação dupla – promovendo tanto vasos vazantes como o crescimento de novos vasos – faz do VEGF um potente condutor particularmente das duas proteínas de DME e PDR. As terapias anti-VEGF, como ranibizumab, aflibercept e bevacizumab, revolucionaram o tratamento da DME e PDR, fornecendo fortes evidências do papel causal do VEGF. No entanto, nem todos os pacientes respondem igualmente; aproximadamente 30-40% dos pacientes DME apresentam melhora anatômica após três injeções mensais.

Circulando VEGF como um biomarcador: Evidência de Estudos Clínicos

A medição do VEGF no plasma ou soro tem sido objeto de numerosos estudos transversais e longitudinais.Uma meta-análise publicada em Acta Diabetologica[ (2020) compilando dados de 32 estudos envolvendo mais de 4.000 participantes verificou que os níveis circulantes de VEGF estavam significativamente elevados em pacientes com RPP em comparação com os com RNPR e com controles saudáveis.A diferença média padronizada foi substancial, com um tamanho de efeito agrupado de aproximadamente 1,2 (IC 95% 0,9–1,5).Recorrespondentemente, os níveis de VEGF também diferiram entre pacientes com não proliferativa e sem retinopatia, sugerindo que o VEGF sistêmico começa a aumentar antes de ocorrerem alterações proliferativas.Metanálises mais recentes de 2023 confirmaram esses achados, com análises de subgrupo mostrando que a associação é mais forte para as medidas séricas de VEGF em relação ao plasma, provavelmente devido a VEGF derivado de plaquetas durante a coagulação.

Estudos Longitudinais e Valor Preditivo

Estudos de coorte prospectivos reforçaram esses achados transversais, que seguiram mais de 500 pacientes com diabetes tipo 1 por 7 anos, e que o VEGF circulante inicial previu progressão de nenhuma retinopatia para DNDR e de DNDR para DRPN, independentemente de HbA1c e pressão arterial. Da mesma forma, um estudo caso-controle aninhado dentro da coorte de TCDC mostrou que níveis elevados de VEGF plasmático precederam o desenvolvimento de edema macular clinicamente significativo por vários anos.O estudo do Sistema de Cuidados com Diabetes de Hoorn na Holanda seguiu 2.500 pacientes com diabetes tipo 2 e verificou que cada duplicação do VEGF sérico foi associada a um risco de ocorrência de ocorrência de RR de 30% maior incidência ao longo de 5 anos. Esses dados sugerem que o VEGF circulante não é apenas um produto da doença avançada, mas um verdadeiro marcador de risco que pode ser utilizado para identificar indivíduos de alto risco antes de ocorrer dano estrutural irreversível.

Correlação com VEGF Vitreous e Ocular

Uma questão importante é se o VEGF circulante reflete com precisão os níveis intraoculares. Vários estudos têm relatado correlações modestas a fortes entre o VEGF plasmático ou sérico e as concentrações vítreas de VEGF em pacientes submetidos à vitrectomia para RPP. Entretanto, os coeficientes de correlação variam de 0,35 a 0,65, indicando que, embora haja associação, o VEGF circulante não é uma substituta perfeita para níveis oculares. Fatores como depuração renal, inflamação sistêmica e fontes extraoculares (por exemplo, plaquetas ativadas) podem afetar os níveis circulantes independentemente da produção de VEGF retina. No entanto, a vantagem prática de um teste de sangue sobre a amostragem vítrea invasiva torna o VEGF circulante um candidato atraente para o rastreamento rotineiro. Além disso, um estudo de Maberley et al. (2022) mostrou que os níveis plasmáticos de VEGF correlacionaram-se mais fortemente com a gravidade da retinopatia diabética em pacientes sem doença renal crônica, sugerindo que a função renal é um confundador crítico.

Aplicações de Avaliação de Risco: Integrando VEGF com parâmetros clínicos

Modelos atuais de predição de risco de RD, como o United Kingdom Prospective Diabetes Study (UKPDS), incorporam idade, duração do diabetes, HbA1c, pressão arterial e etnia. Embora úteis, esses modelos têm discriminação limitada, particularmente para a predição de nível individual. Adicionar um biomarcador como VEGF circulante poderia melhorar a estratificação de risco capturando uma porção do acionamento angiogênico que não é explicada por variáveis clínicas de rotina. Um estudo de 2023 do programa Singapore Epidemiology of Eye Diseases demonstrou que adicionar VEGF plasmático a um modelo base, incluindo HbA1c e diabetes aumentou a área sob a curva de característica de operação receptor (AUC) de 0,74 para 0,82 para predizer a incidência de PDR por 4 anos.

Algoritmo de Estratificação de Risco Proposto

Um fluxo de trabalho clínico plausível envolveria a medição do VEGF plasmático em pacientes diabéticos no momento da triagem ocular inicial. Aqueles com VEGF normal ou levemente elevado (por exemplo, < 300 pg/mL) poderiam continuar com a triagem anual padrão. Pacientes com VEGF moderadamente elevado (300-600 pg/mL) podem ser considerados para monitorização mais frequente (a cada 6 meses) e otimização agressiva do fator de risco sistêmico. Aqueles com VEGF elevado (> 600 pg/mL) seriam sinalizados para encaminhamento expedido para um especialista em retina e consideração de intervenção precoce, como fotocoagulação a laser ou terapia anti-VEGF intravítrea, mesmo na ausência de retinopatia avançada. Essa abordagem reflete o uso de antígeno específico da próstata (PSA) para estratificação de risco de câncer de próstata, onde um PSA elevado estimula o trabalho diagnóstico adicional. Os limiares precisariam ser validados em diferentes populações e ajustados para fatores como idade e função renal. Por exemplo, os níveis de VEGF naturalmente declinam com idade, assim que os pontos de corte específicos de idade possam ser mais adequados.

Desafios em Implementação

Apesar de sua promessa, vários desafios devem ser enfrentados antes de o VEGF circulante ser incorporado nas diretrizes clínicas. Primeiro, falta padronização do ensaio; estudos têm utilizado diferentes kits ELISA com sensibilidades variáveis, especificidades de epítope e procedimentos de manuseio pré-analítico (por exemplo, uso de plasma versus soro, efeitos da ativação plaquetária). Uma comparação internacional 2021 mostrou que as medidas do VEGF podem variar em até três vezes entre diferentes kits para a mesma amostra. Segundo, intervalos de referência precisam ser estabelecidos para diferentes populações (idade, sexo, diabetes tipo, função renal), uma vez que os níveis de VEGF são conhecidos por diminuir com a idade e serem influenciados pela eGFR. Terceiro, a relação custo-efetividade da adição de um teste sanguíneo à triagem universal não foi rigorosamente avaliada. Estudos de modelagem sugerem que mesmo uma modesta melhoria na sensibilidade e especificidade - na ordem de 5-10% - poderiam reduzir a incidência de cegueira enquanto permanecesse custo-efetiva se o preço do teste for inferior a US$ 50 por paciente. Além disso, os clínicos devem estar cientes de que a circulação com tempo de atividade física confiável, as amostras de coletas físicas e de acordo com a coletas.

Testes de ponto de cuidado e monitoramento domiciliar

Avanços em microfluidicos e tecnologia biossensor estão abrindo caminho para a medição do VEGF ponto de cuidado. Dispositivos portáteis semelhantes aos glucometers podem fornecer resultados em minutos de uma amostra de sangue de palito. Esses dispositivos tornariam o rastreamento do VEGF acessível em ambientes de atenção primária sem a necessidade de um laboratório centralizado. protótipos precoces têm mostrado correlação aceitável com os ensaios ELISA padrão (r=0,85) para VEGF plasma na faixa clínica relevante para a DR. Se validado, o teste VEGF ponto de cuidado pode ser integrado em avaliações anuais de diabetes, permitindo decisões imediatas baseadas em risco sobre a frequência de referência.

Combinando VEGF com outros biomarcadores circulantes

Dada a natureza multifatorial da DR, é improvável que um único biomarcador forneça poder preditivo suficiente. Os pesquisadores estão explorando cada vez mais abordagens de painel multimarcadores que combinam VEGF com outros mediadores angiogênicos e inflamatórios.

  • Eritropoietina (EPO): Também acima regulado pelo HIF-1α, a EPO tem demonstrado predizer independentemente a progressão da RDP e pode sinergizar com VEGF na promoção da neovascularização.A relação VEGF/EPO tem sido proposta como um indicador mais específico de angiogênese patológica.
  • Fator de crescimento placentário (PlGF): Membro da família VEGF que se liga preferencialmente ao VEGFR-1. O PGF sistêmico elevado está associado ao PDR e pode ser menos influenciado pela terapia anti-VEGF, tornando-o um marcador potencial para monitorar a resposta ao tratamento.
  • Os marcadores inflamatórios: Interleucina-6 (IL-6), fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e molécula de adesão intercelular-1 (ICAM-1) contribuem para disfunção endotelial e leucostase.A combinação de VEGF com IL-6 mostrou uma melhor AUC sobre VEGF isoladamente em alguns estudos, com uma meta-análise de 2022 relatando uma AUC de 0,88 para um painel VEGF+IL-6 versus 0,79 para VEGF isoladamente.
  • MicroRNAs: Circulando miR-21, miR-126, e miR-146a são diferencialmente expressos em DR e podem regular as vias angiogênicas. Um painel incluindo a expressão de proteína VEGF mais miRNA pode aumentar a precisão preditiva, com estudos iniciais de comprovação de conceito mostrando AUCs acima de 0,90.
  • VEGFR-1 (sFlt-1): Inibidor natural do VEGF que se liga e sequestra VEGF. O aumento do sFlt-1 no plasma pode refletir uma resposta antiangiogênica compensatória. O sFlt-1 baixo em relação ao VEGF tem sido associado com a progressão da DR, e a relação VEGF/sFlt-1 pode ser um marcador mais sensível do que o VEGF isoladamente.

Os painéis multimarcadores ainda não estão prontos para adoção clínica devido à falta de padronização e validação em diversas populações, porém o conceito de "escore de risco de retinopatia" derivado de um conjunto de biomarcadores circulantes, combinado com dados clínicos e métricas de imagem, oferece um caminho promissor para a prevenção de precisão.

Instruções futuras: Medição não invasiva e monitoramento em tempo real

As medidas de VEGF por fluido lacrimogêneo têm mostrado correlação moderada com o VEGF plasmático em pacientes com DR (r=0,55–0,70) e poderiam oferecer uma alternativa livre de agulha para o teste ponto de cuidado. Um estudo de 2023 utilizando um novo biossensor de aptamer para VEGF lacrimal obteve sensibilidade de 88% e especificidade de 82% para detectar PDR. Outra avenida é o desenvolvimento de biossensores que detectam VEGF em suor ou fluido intersticial por meio de patches vestíveis. Além disso, há crescente interesse em avaliar intrarretinal atividade VEGF através de técnicas avançadas de imagem. Por exemplo, a angiotomografia de coerência óptica (OCTA) pode quantificar a densidade dos vasos e identificar áreas de não-perfusão que correspondem a regiões de elevado drive de VEGF. Combinando as métricas de OCTA como a zona avascular foveal (FAZ) área e índice de gota capilar com níveis de VEGF circulantes podem fornecer uma visão abrangente de alto fluxo de angiogênico.

Regimes de Tratamento Anti-VEGF Personalizados

Os níveis de VEGF circulantes também podem orientar as decisões de tratamento para além da avaliação de risco. Os agentes anti-VEGF intravítreos são o padrão de cuidados para a DME e PDR, mas a resposta varia muito. Alguns pacientes requerem injeções frequentes, enquanto outros mantêm remissão com doses menos frequentes. As medições de base e seriais de VEGF circulante ou vítreo poderiam ajudar a identificar "produtores de VEGF" que poderiam beneficiar de terapia inicial mais agressiva ou de mudança para aflibercept (que tem maior afinidade de ligação) versus bevacizumab. Os níveis de VEGF pós-tratamento foram demonstrados correlacionar-se com a atividade da doença; por exemplo, um estudo de Retina[[ (2019) descobriu que pacientes com elevação sustentada do VEGF sérico após o tratamento com ranibizumab tiveram piores resultados anatômicos e necessitaram de mais laser de resgate. Ensaios mais recentes têm usado o VEGF plasmático como marcador plasmático para orientar protocolos de tratamento e extensão da injeção, com o objetivo de ajustes de injeção individual.

Inteligência Artificial e Modelos Integrados de Risco

Algoritmos de aprendizado de máquina podem integrar biomarcadores circulantes com dados clínicos e de imagem para gerar previsões de risco robustas.Por exemplo, uma rede neural treinada sobre idade, HbA1c, duração, pressão arterial, VEGF, IL-6 e OCTA métricas atingiram uma AUC de 0,94 para predizer progressão para PDR em um estudo recente de comprovação de conceito.Estes modelos poderiam ser incorporados em registros eletrônicos de saúde para automaticamente sinalizar pacientes de alto risco para triagem prioritária. À medida que o custo de perfil multi-ômico diminui, pesquisadores vislumbram um futuro em que um único exame de sangue no diagnóstico de diabetes fornece um perfil de risco molecular abrangente para DR, permitindo intervalos de triagem personalizados desde o início.

Conclusão

O fator de crescimento endotelial vascular circulante representa um biomarcador biologicamente plausível, acessível e cada vez mais bem validado para o risco de retinopatia diabética. Ele reflete o impulso angiogênico subjacente que determina a progressão da doença proliferativa não proliferativa para a doença proliferativa com risco de visão.Enquanto os desafios permanecem na padronização do ensaio, definição do intervalo de referência e modelagem de custo-efetividade, a convergência de evidências de estudos de coorte em larga escala, meta-análises e ensaios longitudinais suporta sua potencial utilidade na avaliação clínica de risco.A integração do VEGF circulante com fatores de risco tradicionais e biomarcadores complementares promete mover o cuidado do olho diabético de um modelo reativo, baseado em danos, para uma abordagem proativa e estratificada por risco.Como os métodos de teste não invasivos painéis maduros e multimarcadores são refinados, a medição do VEGF circulante pode se tornar uma parte rotineira da revisão anual do diabetes – ajudando a preservar a visão de milhões de pacientes em todo o mundo, possibilitando uma intervenção mais direcionada.

Referências-chave e leituras posteriores