Diagnostic and Prognostic Potential of Circulating HSP70

Abstract

Primary open-angle glaucoma is increasingly recognized as a multifactorial neurodegenerative disease in which the progression of optic nerve damage is driven not only by elevated intraocular pressure but also by disturbances in vascular regulation, metabolic imbalance, oxidative stress, and glutamate-mediated excitotoxicity. These mechanisms create the need to identify circulating biomarkers capable of reflecting early and ongoing injury of retinal ganglion cells. The HSP70 is considered an indicator of cellular stress and a potential mediator of endogenous neuroprotection, while the NR2B subunit of the glutamate receptor, encoded by the GRIN2B gene, is involved in excitotoxic neuronal damage. The present study investigated the plasma concentrations of these two markers in individuals with primary open-angle glaucoma and healthy participants, as well as their dynamics after a short course of neuroprotective therapy consisting of reduced glutathione and citicoline. The findings demonstrated a significantly higher level of HSP70 in patients compared with healthy individuals, supporting its role as a marker of oxidative and stress-related neuronal injury. In contrast, the GRIN2B marker did not differ significantly between groups before treatment, although a tendency toward higher values in patients was observed. After ten days of combined therapy, neither marker showed a statistically significant group-level change, which may reflect substantial inter-individual variability, insufficient treatment duration, or the need for larger sample sizes to detect subtle neurobiological effects. Despite the lack of a significant difference in baseline values, the GRIN2B marker exhibited a strong prognostic ability in identifying individuals who demonstrated a favorable biochemical response to treatment, suggesting potential utility in patient stratification and monitoring early therapeutic effects. HSP70 demonstrated limited predictive value over the short therapeutic interval, which may reflect the complexity of its regulation and the need for longer observation windows. Overall, the results indicate that these circulating proteins may complement existing clinical tools for assessing disease mechanisms in primary open-angle glaucoma. HSP70 may serve as an indicator of oxidative stress and retinal ganglion cell injury, while the GRIN2B marker may hold promise as an early indicator of treatment response. Further research is required to determine their stability over time, relevance in different disease stages, and suitability for integration into clinical decision-making. Первинна відкритокутова глаукома дедалі частіше розглядається як мультифакторне нейродегенеративне захворювання, прогресування якого зумовлене не лише підвищеним внутрішньоочним тиском, а й порушеннями судинної регуляції, метаболічним дисбалансом, оксидативним стресом та глутамат-опосередкованою ексайтотоксичністю. Ці механізми формують потребу у виявленні циркулюючих біомаркерів, здатних відображати раннє та поточне ураження гангліозних клітин сітківки. HSP70 вважають індикатором клітинного стресу та потенційним медіатором ендогенного нейропротекційного захисту, тоді як субодиниця рецептора глутамату NR2B, кодована геном GRIN2B, бере участь в ексайтотоксичному ушкодженні нейронів. У цьому дослідженні було проаналізовано концентрації цих двох маркерів у плазмі крові в осіб з первинною відкритокутовою глаукомою та у здорових учасників, а також їхню динаміку після короткого курсу нейропротективної терапії, що включала відновлений глутатіон і цитиколін. Отримані результати показали значно вищий рівень HSP70 у пацієнтів порівняно зі здоровими особами, що підтверджує його роль як маркера оксидативного та стрес-асоційованого нейронального ушкодження. На відміну від цього, рівень маркера GRIN2B достовірно не відрізнявся між групами до лікування, хоча спостерігалася тенденція до вищих значень у пацієнтів. Після десятиденного комбінованого лікування жоден із маркерів не продемонстрував статистично значущої зміни на груповому рівні, що може відображати значну міжіндивідуальну варіабельність, недостатню тривалість терапії або потребу у збільшенні вибірки для виявлення тонких нейробіологічних ефектів. Незважаючи на відсутність суттєвої різниці у вихідних значеннях, маркер GRIN2B продемонстрував високу прогностичну здатність щодо ідентифікації осіб, які показали сприятливу біохімічну відповідь на лікування, що свідчить про його потенційну користь для стратифікації пацієнтів і моніторингу ранніх терапевтичних ефектів. HSP70 продемонстрував обмежену прогностичну цінність у короткий терапевтичний інтервал, що може бути зумовлено складністю його регуляції та необхідністю тривалішого періоду спостереження. Загалом результати свідчать, що ці циркулюючі білки можуть доповнювати наявні клінічні інструменти для оцінки механізмів розвитку первинної відкритокутової глаукоми. HSP70 може слугувати індикатором оксидативного стресу та ушкодження гангліозних клітин сітківки, тоді як маркер GRIN2B може мати перспективу як ранній індикатор відповіді на лікування. Подальші дослідження необхідні для визначення їх рівнів в динаміці, значення на різних стадіях захворювання та можливості інтеграції у процес клінічного прийняття рішень.