Blutprodukte sind ein Sammelbegriff für biologische Arzneimittel, die durch Zentrifugation und Aktivierung von menschlichem Blut gewonnen werden. Die Alpha-Granula der Thrombozyten enthalten plättchenabgeleiteten Wachstumsfaktor (PDGF), epidermalen Wachstumsfaktor (EGF), Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF), transformierenden Wachstumsfaktor (TGF), Nervenwachstumsfaktor (NGF), insulinähnlichen Wachstumsfaktor (IGF) usw. Diese Moleküle interagieren mit Rezeptoren in der Gewebemikroumgebung, reduzieren Entzündungen und fördern die Wundheilung.
Die Verwendung von Blutprodukten in der Augenheilkunde hat sich im Bereich der Augenoberfläche entwickelt. Es wurden Fallserien berichtet, bei denen eine mobile Augenperfusionspumpe verwendet wurde, um Serum oder Plasma auf die Augenoberfläche zu bringen. Seitdem wurde nach der Einführung von autologem Serum gezeigt, dass Thrombozyten die Hauptverantwortlichen für die Geweberegeneration sind, was zur Entwicklung von plättchenreichem Plasma (PRP)-Produkten führte.
Blutprodukt-Augentropfen imitieren die Funktion natürlicher Tränen und gelten als aufkommende Behandlung, die die Konzentration aktiver Wachstumsfaktoren und Mediatoren erhöht 3). Autologes Serum, Nabelschnurserum und plättchenreiches Plasma (PRP) haben auch bei persistierenden Hornhautepitheldefekten positive Wirkungen gezeigt 4).
Blutprodukte werden bei folgenden Augenerkrankungen eingesetzt. Das mittelschwere bis schwere trockene Auge ist die häufigste Indikation, einschließlich schwerer Fälle im Zusammenhang mit Sjögren-Syndrom und Graft-versus-Host-Krankheit (GVHD) 3). Der persistierende Hornhautepitheldefekt (PED) ist eine der Hauptindikationen, da die hohe EGF-Zufuhr zur Regeneration und Stabilisierung des Epithels beiträgt. Neurotrophe Keratitis (NK), Hornhautgeschwüre/Descemetozele und Störungen der Augenoberfläche nach refraktiver Chirurgie sind ebenfalls Behandlungsziele.
Bei chronischer GVHD entwickeln 50–70 % der Knochenmarktransplantationspatienten diese Komplikation, wobei die häufigste Augenkomplikation die Keratokonjunktivitis sicca (KCS) ist 1). PRGF-Membranen und autologes Serum werden bei persistierenden Hornhauterosionen und Hornhautverdünnung im Zusammenhang mit schwerer KCS eingesetzt 1).
Typische Befunde bei behandelbaren Patienten umfassen positive Hornhautfluoresceinfärbung, verkürzte Tränenfilmaufreißzeit (TBUT), verminderte Schirmer-Testwerte, konjunktivale Hyperämie und Persistenz von Hornhautepitheldefekten. In schweren Fällen treten Hornhautgeschwüre, Hornhautverdünnung und ein erhöhtes Perforationsrisiko auf.
Es wird bei Augenerkrankungen der Oberfläche eingesetzt, die auf konventionelle Behandlungen nicht ausreichend ansprechen, wie mittelschweres bis schweres trockenes Auge, das resistent gegen Standardtherapien wie künstliche Tränen und Cyclosporin-Augentropfen ist, persistierende Hornhautepitheldefekte, die unter üblicher Behandlung nicht heilen, neurotrophe Keratitis und Hornhautgeschwüre.
Autologes Serum hat eine komplexe Zusammensetzung, die der natürlichen Tränenflüssigkeit ähnelt. Tränen enthalten Wachstumsfaktoren wie EGF, NGF, TGF-α, Keratinozyten-Wachstumsfaktor und IGF-1 sowie Vitamin A und E, Fibronektin und über 1500 Proteine 3). Auch Serum enthält diese Bestandteile, die Apoptose hemmen und die Proliferation und Differenzierung von Epithelzellen fördern 3).
Die therapeutische Wirkung von plättchenreichem Plasma (PRP) beruht auf der Freisetzung von PDGF und TGF-β aus den α-Granula der Thrombozyten. Diese induzieren die Mitose von Fibroblasten und die Kollagensynthese und fördern die Epithelisierung. PRGF ist ein leukozytenfreies, plättchenangereichertes Plasma, das sich von anderen Präparaten durch eine verminderte Entzündungsreaktion unterscheidet.
PRGF hat entzündungshemmende, antifibrotische, bakteriostatische und antiapoptotische Wirkungen 2). PRGF hemmt die Differenzierung von Hornhautstroma-Fibroblasten zu Myofibroblasten und reduziert signifikant die Narbenbildung nach der Wundheilung 2). In-vitro- und In-vivo-Studien zeigten im Vergleich zu autologem Serum überlegene Ergebnisse beim Hornhautwundverschluss sowie bei der Proliferation und Migration von Hornhautepithelzellen 2).
Autologes Serum / Allogenes Serum
Autologe Serum-Augentropfen werden aus dem Serum hergestellt, das durch Zentrifugation des patienteneigenen Vollbluts gewonnen wird. Sie werden in Verdünnungskonzentrationen von 20–100 % verwendet. Allogenes Serum wird aus dem Blut gesunder Spender gewonnen und stellt eine Alternative für Patienten dar, bei denen eine Eigenblutentnahme schwierig ist 3).
Plättchenreiches Plasma (PRP)
Vollblut wird mit einem Antikoagulans (Natriumcitrat) versetzt und zentrifugiert, um die plättchenangereicherte Plasmafraktion zu extrahieren. Es wurde berichtet, dass 87,5 % der Patienten eine Verbesserung des OSDI-Scores und 76,1 % eine Verringerung der Hornhautanfärbung zeigten 3).
Wachstumsfaktorreiches Plasma (PRGF)
Es ist ein Subtyp von PRP, bei dem die Leukozyten entfernt wurden. Die Aktivierung mit Calciumchlorid katalysiert die Gerinnungskaskade, was die Freisetzung von Wachstumsfaktoren und die Bildung eines Fibrinnetzwerks ermöglicht 2). Es wird als Augentropfen, Gerinnsel oder Membran verwendet.
| Präparat | Wichtige Herstellungspunkte | Hauptmerkmale |
|---|---|---|
| Eigenserum | Zentrifugation → Serumgewinnung | Tränenähnliche Bestandteile |
| PRP | Antikoagulans + Zentrifugation | Hohe Thrombozytenkonzentration |
| PRGF | PRP + Ca-Aktivierung | Leukozytenfrei |
| UCS | Aus Nabelschnurblut hergestellt | Hohe Wachstumsfaktorkonzentration |
| FAB | Fingerkuppenpunktion | Einfach und kostengünstig |
Nabelschnurserum (UCS) enthält höhere Konzentrationen von EGF, TGF-β, NGF und Substanz P als autologes Serum 3). Es ist bei 4°C bis zu 1 Monat und bei -20°C bis zu 3 Monate stabil 3). Der Vorteil besteht darin, dass aus der Nabelvene auf einmal eine große Menge Serum entnommen werden kann, wodurch wiederholte Blutentnahmen entfallen 3).
Bei der Herstellung der PRGF-Membran wird das Blut des Patienten zentrifugiert, um die Plasmaphase zu trennen, und dann mit Calciumchlorid und Thrombin aktiviert 2). Durch Inkubation bei hoher Temperatur wird lösliches Fibrinogen in eine unlösliche Fibrinmembran umgewandelt 2). Diese Membran, die Wachstumsfaktoren wie EGF, PDGF-AB, TGF-β1, VEGF, IGF-I und FGF enthält, wird in den Gewebedefekt eingenäht 2).
PRP bezeichnet allgemein plättchenreiches Plasma, das Leukozyten enthalten kann. PRGF ist ein Subtyp von PRP, bei dem Leukozyten entfernt und mit Calciumchlorid aktiviert werden. Da es keine Leukozyten enthält, ist die Entzündungsinduktion geringer, es ist reich an Wachstumsfaktoren und weist hohe Konzentrationen antiinflammatorischer Moleküle auf. Es kann in verschiedenen Darreichungsformen wie Augentropfen, Gerinnsel, Fibrinmembran usw. verwendet werden.
Ein Cochrane-Review zu autologen Serum-Augentropfen zeigte eine mögliche kurzfristige Symptomverbesserung im Vergleich zu Tränenersatzmitteln 3). Eine Metaanalyse von 7 RCTs berichtete über eine höhere Wirksamkeit bei Symptomen und mehreren objektiven Befunden 3). Die EULAR-Taskforce empfiehlt die Verwendung von autologen Serum-Augentropfen bei Patienten, die mit künstlichen Tränen oder Cyclosporin unzureichend kontrolliert sind 3).
In einer Fallserie von 368 Patienten mit PRP-Augentropfen zeigte die Anwendung 6-mal täglich über 6 Wochen bei 87,5 % eine signifikante Verbesserung des OSDI-Scores und bei 76,1 % eine Verringerung der Hornhautanfärbung 3). Bei 15 Patienten mit Sjögren-Syndrom führte eine PRP-Injektion in die Tränendrüse nach 90 Tagen bei allen Patienten zu einer Verringerung der Hornhautanfärbung, einem Anstieg des Schirmer-Werts und einer Verbesserung des TBUT 3).
Autologes Serum vs. PRP
In einer RCT mit 96 Patienten zeigten sich nach 4-wöchiger Behandlung keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen hinsichtlich OSDI, TBUT, Hornhautanfärbung und Schirmer-Wert 3). PRP hat eine kürzere Herstellungszeit und stellt eine nützliche Alternative für das Sjögren-Syndrom dar 3).
Wirkung von PRGF
In einer multizentrischen retrospektiven Studie mit 61 DED-Patienten verbesserte die Anwendung von PRGF-Augentropfen nach 3 Monaten signifikant die Hornhautepithelschädigung und die subjektiven Symptome, bei 74,3 % besserte sich die Hornhautanfärbung 3). In der PRGF-Behandlungsgruppe wurde auch eine Verbesserung der Morphologie des Hornhautnervengeflechts beobachtet 3).
Eine Netzwerk-Metaanalyse zeigte, dass Plättchenlysat oder PRP OSDI und Hornhautanfärbung stärker verbesserten als autologes Serum, aber die Evidenzsicherheit wurde als „niedrig“ bewertet 3).
Die Anwendung von Serum-Augentropfen bei 40 Patienten mit persistierendem Hornhautepitheldefekt, der auch nach Amnionmembrantransplantation nicht heilte, zeigte im Vergleich zu künstlichen Tränen eine verbesserte Heilung und Sehkrafterholung 3). PRGF ist eine sichere und wirksame Option für die neurotrophe Keratitis im Stadium 2–3 und zeigt in kurzer Zeit eine hohe Heilungsrate. Bei Hornhautgeschwüren wird die PRGF-Membran allein oder in Kombination mit der Amnionmembran verwendet.
Bei der Verwendung der PRGF-Membran für Hornhautdellen (pädiatrische Fälle) wurde die Membran nach 3 Wochen resorbiert, und nach 1 Monat war das Dellen verschwunden 2). Bei schwerem KCS im Zusammenhang mit cGVHD wurde die Verwendung einer Vollhaut-Hornhauttransplantation oder einer PRGF-Membran berichtet, es gibt jedoch auch refraktäre Fälle, die durch schwere kalzifizierende Hornhautdegeneration kompliziert sind 1).
Autologes plättchenreiches Plasma (A-PRP) wird seit 1995 in der chirurgischen Behandlung von idiopathischen Makulaforamina eingesetzt. Bei sehr großen Makulaforamina wird angenommen, dass es die Gliaproliferation verstärkt und den Foramenverschluss sicherstellt. Vorläufige Ergebnisse der subtenonalen Injektion von A-PRP bei Retinitis pigmentosa zeigten eine signifikante Verbesserung der Sehfunktion und der multifokalen Elektroretinogrammwerte.
PRGF-Augentropfen können bis zu 12 Monate eingefroren gelagert werden, ohne dass die wichtigsten Wachstumsfaktoren und Proteine wesentlich reduziert werden. Bei 4 °C oder Raumtemperatur bleibt die biologische Aktivität 3–7 Tage erhalten. Nabelschnurserum ist bei 4 °C bis zu 1 Monat und bei −20 °C 3 Monate stabil. Lyophilisierte PRGF-Augentropfen behalten ihre Eigenschaften bei Raumtemperatur oder 4 °C für mindestens 3 Monate.
Die therapeutische Wirkung von Blutprodukten beruht auf mehrschichtigen Mechanismen. Die aus den α-Granula der Thrombozyten freigesetzten Faktoren PDGF, EGF, FGF, TGF-β, NGF und IGF binden an Zelloberflächenrezeptoren und aktivieren Signalwege, die an Proliferation, Migration und Differenzierung beteiligt sind.
Fibrin überbrückt Gewebsspalten und dient als Gerüst für Zellproliferation und -migration 2). Die PRGF-Membran nutzt diesen Fibrin-Brückeneffekt und wird in präklinischen Studien zur Behandlung tiefer Hornhautgeschwüre und als Bioklebstoff bei lamellärer Hornhauttransplantation eingesetzt 2).
Ein spezifischer Mechanismus von PRGF ist die Leukozytenfreiheit, die die Freisetzung entzündlicher Zytokine unterdrückt. Dies verhindert die Differenzierung von Hornhautstroma-Fibroblasten zu Myofibroblasten und hemmt signifikant die Bildung von Narben und Haze 2). Darüber hinaus hat PRGF eine bakteriostatische Wirkung gegen grampositive Bakterien.
Es wurde in vitro gezeigt, dass PRGF die Zytotoxizität in retinalen Pigmentepithelzellen (RPE) unter oxidativem Stress reduziert und die mitochondriale Aktivität sowie die Zelllebensfähigkeit aufrechterhält.
Der TFOS DEWS III-Bericht stuft blutbasierte Augentropfen als einen aufkommenden Ansatz zur Behandlung des Trockenen Auges ein, wobei Wirksamkeitsnachweise aus RCTs und Metaanalysen zusammengefasst sind 3). Sowohl für autologes als auch für allogenes Serum wurden Verbesserungen der Symptome und objektiven Befunde gezeigt, jedoch sind die Standardisierung der Herstellungsverfahren und die breite Anwendung Herausforderungen 3).
Fingerstick-autologes Blut (FAB) wird als innovative Methode beachtet 3). Eine multizentrische RCT zeigte eine signifikante Verbesserung des OSDI-Scores bei viermal täglicher Anwendung von FAB zusätzlich zur konventionellen Therapie 3). Eine prospektive Fallserie mit 16 Patienten berichtete ebenfalls über Verbesserungen der Hornhautanfärbung, der Tränenfilmaufrisszeit, der Sehschärfe und des Augenkomforts 3). Es ist patientenfreundlich und kostengünstig, jedoch lässt die Wirkung vier Wochen nach Behandlungsende nach, was eine Herausforderung darstellt 3).
Im Bereich der refraktiven Chirurgie wurde gezeigt, dass PRGF die Nervenregeneration nach LASIK induziert und so das Auftreten von Trockenheit reduziert, und die Hornhautwundheilung nach PRK stimuliert, um die Haze-Bildung zu verringern. Zukünftig sind eine internationale Vereinheitlichung der Herstellungsprotokolle, groß angelegte RCTs mit Langzeitnachbeobachtung und die Etablierung eines Klassifikationssystems für Plättchenpräparate erforderlich.
Dabei wird durch einen Fingerstich eine kleine Menge autologes Vollblut entnommen und direkt auf die Augenoberfläche aufgetragen. Der Vorteil ist, dass keine aufwändige Aufbereitung wie Blutentnahme und Zentrifugation erforderlich ist und der Patient es selbst einfach durchführen kann. Eine multizentrische RCT bestätigte einen additiven Effekt zur konventionellen Therapie, jedoch lässt die Wirkung nach Absetzen nach, sodass eine kontinuierliche Anwendung erforderlich ist.
