RETINAL-CHOROIDAL CHANGES AFTER A LOADING PHASE OF RANIBIZUMAB IN DIABETIC MACULAR EDEMA

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1 37 RETINAL-CHOROIDAL CHANGES AFTER A LOADING PHASE OF RANIBIZUMAB IN DIABETIC MACULAR EDEMA Modificazioni retino-coroideali dopo loading phase di ranibizumab nell edema maculare diabetico Mariacristina Parravano, Andrea Cacciamani, Paola Giorno, Francesco Oddone, Fabio Scarinci, Antonluca Boninfante, Monica Varano Fondazione G.B. Bietti-IRCCS, Rome, Italy ABSTRACT Methods: Best-corrected visual acuity (BCVA), biomicroscopy, intraocular pressure (IOP), ophthalmoscopy, retinal (RT) and choroidal (CT) thickness, and retinal sensitivity measurements were performed at baseline and after loading phase (LP) of ranibizumab. Results: 23 DME eyes of 23 diabetic patients were included. After the LP mean BCVA improved and central RT decreased (both P<0.0001). No significant changes were found in mean retinal sensitivity during follow-up. At baseline CT values were 185.4±49.9 vs ±41.03 for treated and fellow eyes, respectively. Mean CT values increased nonsignificantly by 21.2±56 μm (11.4%, from 185.4±49.9 to 206.6±60.6 μm) in the treated eye, without change in the fellow eye. BCVA changes were not related to either central RT or CT changes. There was no significant relationship between RT and CT changes after the LP and between refraction, IOP, systemic pressure and CT changes. Conclusions: A loading phase of ranibizumab in DME eyes causes slight, non-significant changes of CT associated with an improvement of visual acuity and a reduction of RT, in comparison with the fellow eye. RIASSUNTO Procedure di base: misurazione dell acuità visiva corretta (BCVA), biomicroscopia, misurazione della pressione intraoculare (IOP), oftalmoscopia, misurazione dello spessore retinico centrale (RT) e coroideale (CT) e misurazioni della sensibilità retinica con microperimetria sono state effettuate al basale e dopo LP di ranibizumab. Risultati: sono stati reclutati 23 occhi con DME di 23 pazienti diabetici. Dopo la LP la BCVA media è risultata significativamente migliorata e lo spessore centrale retinico significativamente ridotto (p<0,0001). Nessun cambiamento significativo è stato evidenziato nella sensibilità retinica media durante il follow-up. Al basale i valori degli spessori coroideali erano di 185.4±49.9 e ±41.03 per gli occhi trattati ed i controlaterali, rispettivamente. Lo spessore coroideale medio è aumentato in modo non significativo dopo la LP di 21,2 ±56 micron (11,4%, da 185,4±49,9 a 206,6±60,6 micron) nell'occhio trattato mentre non è stato riscontrato nessun cambiamento nel controlaterale. Le modificazioni della BCVA non sono risultate essere correlate alle modifiche dello spessore retinico o di quello coroideale. Non è stata riscontrata alcuna correlazione significativa tra cambiamenti di RT e CT dopo la LP con la refrazione, la IOP, la pressione sistemica e i cambiamenti dello spessore coroideale. The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this paper. Gli autori dichiarano che non vi è alcun conflitto di interessi per quanto riguarda la pubblicazione di questo documento. CORRESPONDING AUTHOR Mariacristina Parravano Fondazione G.B. Bietti-IRCCS Via Livenza 3, Rome, Italy criparra@tin.it Ph fax KEY WORDS choroidal thickness, diabetes, macular edema, ranibizumab PAROLE CHIAVE spessore coroideale, diabete, edema maculare, ranibizumab

2 38 Retinal-choroidal changes after a loading phase of ranibizumab in diabetic macular edema INTRODUCTION Diabetic retinopathy (DR) is a leading cause of blindness in working-age populations and the most common complication of diabetes 1. Visual loss occurs when the condition progresses into diabetic macular edema (DME) or into proliferative DR (PDR) 2,3. The pathophysiology of DR remains unclear. The break-down of the inner blood-retinal barrier is a core event 4. It has been suggested that diabetes may be associated with abnormalities in choroidal morphology supporting the hypothesis that choroidal angiopathy may coexist with retinal vascular damage. In fact, choroidal abnormalities, such as obstruction morphology of the choriocapillaris, vascular degeneration, choroidal aneurysms, have been reported in histopathologic studies of diabetic eyes 5,6. The choroidal vasculature provides oxygen and nutrients to the outer retina and is responsible for maintaining the highly metabolically active photoreceptor cells 7. Therefore, impairment of the choriocapillaris and structural alterations in the choroid may cause severe functional damage to the retinal tissue in the fovea, and be involved in the progression of the macular changes in diabetic eyes. Recently, contrasting results have been reported on choroidal thickness (CT) as measured by means of optical coherence tomography (OCT) in diabetic patients and in different stage of diabetic retinopathy 8,9,10,11,12,13,14. The enhanced depth imaging spectral-domain OCT (EDI OCT) technique allows in vivo crosssectional imaging of the choroid and the examination and measurement of CT 15. As demonstrated from several randomized clinical trials and confirmed by a Cochrane systematic Conclusioni: la loading phase di ranibizumab in occhi affetti da DME ha determinato lievi e non significative variazioni dello spessore coroideale. Si è osservato un miglioramento dell'acuità visiva ed una riduzione dello spessore retinico dopo il trattamento. INTRODUZIONE La Retinopatia diabetica (DR) è una delle principali cause di cecità nella popolazione in età lavorativa e la complicanza più comune del diabete 1. La perdita della vista si verifica quando la condizione progredisce in edema maculare diabetico (DME) o nella forma proliferativa (PDR) 2,3. La fisiopatologia della DR rimane poco chiara. L alterazione della barriera ematoretinica interna è un evento chiave 4. Si è supposto che il diabete possa essere associato ad anomalie morfologiche coroideali sostenendo l'ipotesi che l angiopatia coroideale può coesistere ad un danno vascolare retinico. In realtà, le anomalie della coroide, come ad esempio l'obliterazione morfologica delle coriocapillare, la degenerazione vascolare, aneurismi coroideali, sono stati riportati in studi istopatologici di occhi diabetici 5,6. La vascolarizzazione coroideale fornisce ossigeno e sostanze nutritive per la retina esterna ed è responsabile dell efficienza dell alta attività del metabolismo fotorecettoriale 7. Pertanto, l alterazione strutturale della coriocapillare e della coroide può causare gravi danni funzionali al tessuto retinico e alla fovea, ed essere coinvolta nella progressione delle alterazioni maculari negli occhi diabetici. Recentemente, risultati contrastanti sono stati riportati dallo spessore della coroide (CT), misurato mediante tomografia a coerenza ottica (OCT) nei pazienti diabetici e in diverse fasi della retinopatia diabetica 8,9,10,11,12,13,14. La tecnica enhanced depth imaging spectral-domain (EDI) all OCT permette di acquisire scansioni in

3 39 Modificazioni retino-coroideali dopo loading phase di ranibizumab nell edema maculare diabetico review, anti-vascular endothelial growth factor (anti-vegf) agents represent the gold standard for the treatment of DME 16. It has been hypothesized that anti-vegf may also affect choroidal vasculature and accordingly CT. Data regarding the effect of anti-vegf drugs on CT have been provided from studies in patients with choroidal neovascularization 17,18,19. Ranibizumab (Lucentis, Novartis, Inc) is an antigen-binding fragment derived from a humanized anti-vegf antibody that inhibits all forms of biologically active VEGF-A. The purpose of this study was to evaluate CT changes and their relationship with functional outcomes in eyes with DME following three intravitreal injections of ranibizumab 0.5 mg, and to compare these changes with the fellow eye. MATERIAL AND METHODS In this observational clinical study, patients with DME undergoing to ranibizumab treatment 3 monthly loading doses (loading phase) were included in the analysis. The study protocol adhered to the tenets of the Declaration of Helsinki and was approved by the local Institutional Review Board. Each patient signed an informed consent before enrollment. Our inclusion criteria included patients with type 1 or type 2 diabetes (according to WHO guidelines) diagnosed with visual impairment due to focal or diffuse DME in at least one eye for whom no suitable therapeutic alternatives existed (e.g. laser photocoagulation having failed or was not indicated). When both eyes were eligible, the one with the worst visual acuity (VA) was assessed at the baseline visit and selected for the treatment. Based on medical judgment vivo della coroide e di misurare lo spessore coroideale 15. Come dimostrato da diversi studi clinici randomizzati e confermato da una revisione sistematica Cochrane, i farmaci anti VEGF rappresentano il gold standard per il trattamento del DME 16. È stato ipotizzato che l'anti-vegf può anche influenzare la vascolarizzazione della coroide e di conseguenza il suo spessore. I dati relativi all'effetto dei farmaci anti- VEGF sullo spessore coroideale sono stati forniti da studi effettuati in pazienti con neovascolarizzazione coroidale 17,18,19. Ranibizumab (Lucentis, Novartis, Inc) è un frammento di anticorpo monoclonale ricombinante umanizzato che inibisce tutte le isoforme del VEGF-A biologicamente attive. Lo scopo di questo lavoro è quello di valutare i cambiamenti dello spessore coroideale e le loro relazioni con le modificazioni funzionali in occhi affetti da edema maculare diabetico trattati con tre iniezioni intravitreali di ranibizumab 0,5 mg rispetto agli occhi controlaterali non trattati. MATERIALI E METODI In questo studio clinico osservazionale, i pazienti con DME sottoposti a trattamento mensile con ranibizumab per tre mesi consecutivi (loading phase, LP) sono stati inclusi nell'analisi. Il protocollo dello studio ha aderito ai principi della Dichiarazione di Helsinki ed è stato approvato dal comitato etico locale. Ogni paziente ha firmato un consenso informato prima dell'arruolamento. I nostri criteri di inclusione prevedevano l arruolamento dei pazienti con diabete di tipo 1 o di tipo 2 (secondo le linee guida dell'oms) con diminuzione dell'acuità visiva causata da edema maculare focale e diffuso in almeno un occhio per i quali non esistevano alternative terapeutiche idonee (ad esempio, fotocoagulazione laser non risolutiva o non indicata). Quando

4 40 Retinal-choroidal changes after a loading phase of ranibizumab in diabetic macular edema the investigator could decide to deem the other eye as more appropriate for the treatment. The exclusion criteria were the presence of any systemic or ocular concomitant conditions, or previous ocular treatment which could influence the improvement of VA after treatment, such as active intraocular inflammation/infection in either eye; any ocular disorders in the study eye, that may confound the analyses of the results, compromise VA or require medical or surgical intervention during the study, such as cataract, retinal vascular occlusion, retinal detachment, macular hole or choroidal neovascularization of any cause, uncontrolled glaucoma in either eye, active proliferative DR in the study eye or an uncontrolled systemic condition. Previous ocular treatments were permitted if performed as follows: panretinal laser photocoagulation in the study eye within 6 months before the enrollment, focal/grid laser photocoagulation in the study eye within 3 months before the enrollment, treatment with anti-vegf drugs within 1 month before the enrollment, any intraocular surgery in the study eye within 3 months prior to enrollment or history of vitrectomy in the study eye. A complete ophthalmological examination was performed on included patients at baseline and at each follow-up visit (monthly), including the best-corrected visual acuity (BCVA) measurement with Early Treatment Diabetic Retinopathy Study (ETDRS) charts and intraocular pressure (IOP) by means of Goldman applanation tonometry. Spectraldomain OCT Spectralis (version ; Heidelberg Engineering, Heidelberg, Germany) was used for the scan acquisition and MP1 entrambi gli occhi erano arruolabili, quello con la peggiore acuità visiva (VA) alla visita basale è stato selezionato per il trattamento. I criteri di esclusione erano la presenza di eventuali patologie concomitanti sistemiche o oculari, o precedente trattamento oculare che avrebbe potuto influenzare il miglioramento della VA, come ad esempio infiammazione intraoculare attiva/infezione in entrambi gli occhi; eventuali disturbi oculari nell'occhio in studio, che avrebbero potuto confondere le analisi dei risultati, compromesso l acuità visiva o richiedere un intervento medico o chirurgico durante lo studio, come la presenza di cataratta, occlusione vascolare retinica, distacco di retina, foro maculare o neovascolarizzazione coroidale di qualsiasi natura, glaucoma non controllato in entrambi gli occhi, retinopatia diabetica proliferante nell'occhio in studio o la presenza di una condizione sistemica non controllata. Trattamenti oculari precedenti erano permessi se eseguiti nel modo seguente: fotocoagulazione laser panretinica nell'occhio in studio entro 6 mesi prima dell arruolamento, fotocoagulazione focale/griglia laser nell'occhio in studio entro 3 mesi prima dell arruolamento, il trattamento con farmaci anti-vegf entro 1 mese prima dell arruolamento, qualsiasi intervento chirurgico intraoculare nell'occhio in studio entro 3 mesi dall arruolamento o la storia di vitrectomia nell'occhio in studio. Un esame oftalmologico completo è stato eseguito su tutti i pazienti inclusi sia alla visita basale che ad ogni visita di follow-up (mensile), fra cui la misurazione delle acuità visiva corretta (BCVA) mediante l utilizzo di tavole ETDRS, misurazione della pressione intraoculare (IOP) con tonometro ad applanazione Goldmann. L OCT Spectral Domain Spectralis (versione , Heidelberg Engineering, Heidelberg,

5 41 Modificazioni retino-coroideali dopo loading phase di ranibizumab nell edema maculare diabetico microperimetry (Nidek Technologies, Padova, Italy) for testing the retinal sensitivity at baseline and 1 month after the ranibizumab loading phase. Mean retinal sensitivity (MRS) was tested using a customize radial grid of 36 stimuli covering the central 10 (centered on the fovea); the time between stimuli was equal to 1 second with stimulus size equivalent to Goldmann III, white background set at 4 asb and a bright red cross of 2 as the fixation target. A 4-2 double staircase strategy was carried out and the first stimulus was presented at the level of 10 db. The mean retinal sensitivity was calculated in the whole 10 and in the 2 central area. The stability of fixation was graded on the basis of the preferred retinal locus and reported as stable, relatively unstable and unstable. In each patient, microperimetry was performed twice within 1 week to rule-out potential learning effects, and the second test was used for the analysis. Moreover, patients underwent a brief training session at the beginning of each test. Tropicamide 1% was used to dilate the pupil in the selected eye 20,21,22. Enhanced depth imaging OCT images were obtained by Heidelberg Spectralis and retinal thickness (RT) and CT were measured with the EDI system. The scanning protocol used was the Volume Fast program. Retinal thickness (RT) measurements of each of the nine subfields corresponding to the ETDRS areas were considered for the analysis. ETDRS areas were defined by 3 concentric rings centered into the fovea with diameters of 1, 3 and 6 mm respectively and the 2 outer rings divided into quadrants by 2 intersecting orthogonal lines. Measurement of Central Retinal Thickness (CRT), as the mean Germania) e microperimetria con MP1 (Nidek Technologies, Padova, Italia) per testare la sensibilità retinica sono state effettuate al basale e un mese dopo la loading phase di ranibizumab. La media della sensibilità retinica (MRS) è stata testata utilizzando una griglia radiale standardizzata di 36 stimoli nei 10 centrali retinici (centrata sulla fovea); il tempo che intercorre tra gli stimoli è stato pari a 1 secondo con stimoli di dimensioni Goldmann III, lo sfondo bianco impostato a 4 ASB e una croce rossa di 2 come mira di fissazione. È stata effettuata una strategia 4-2 con uno stimolo di partenza pari a 10 db. La sensibilità retinica media è stata calcolata in tutti i 10 testati e nei 2 centrali. La stabilità di fissazione è stata classificata sulla base del locus retinico preferito e valutata come stabile, relativamente instabile e instabile. In ogni paziente, la microperimetria è stata effettuata due volte entro 1 settimana per escludere potenziali effetti di apprendimento, e il secondo test è stato utilizzato per l'analisi. Inoltre, i pazienti sono stati sottoposti a una breve sessione di training all'inizio di ogni prova. L occhio in studio è stato dilatato con Tropicamide 1% collirio 20,21,22. Scansioni OCT EDI sono state ottenute con l Heidelberg Spectralis e lo spessore della retina (RT) e della coroide (CT) è stato misurato con il sistema EDI. Il protocollo di scansione utilizzato è stato il programma Volume Fast. Le misurazioni dello spessore retinico (RT) di ciascuno dei nove sottocampi corrispondenti alle aree ETDRS sono stati considerati per l'analisi. Le aree ETDRS sono state definite da 3 anelli concentrici centrati rispettivamente nella fovea con diametri di 1, 3 e 6 mm e i due anelli esterni divisi in quadranti da 2 linee ortogonali intersecanti. Sono state ottenute misurazioni dello spessore retinico centrale (CRT) che si riferisce allo

6 42 Retinal-choroidal changes after a loading phase of ranibizumab in diabetic macular edema retinal thickness in the central 1 mm diameter area, was obtained. The EDI-OCT technique used to obtain CT has been described elsewhere 15. Seven horizontal sections were obtained within a 5 x 30 area centered at the fovea, with 100 averaged scans for each section using the automatic averaging and eye tracking features to reduce the noise and to improve the image quality. CT was defined as the distance from the retinal pigment epithelium (RPE) line to the hyperreflective line behind the large vessel layers of the choroid, deemed to be the choroid sclera interface. If the choroid was tilted, the distance was measured right to this RPE line. CT was manually measured behind the fovea (subfoveal CT) and at 500 μm from the fovea on the horizontal and vertical axis. The average CT was then calculated as the mean of the subfoveal CT measurement and four CT measurements obtained at 500 μm from the fovea. The OCT measurements were done by two examiners independently. If the difference of their thickness measurements was greater than 15% of the mean of the two values, a senior author was asked to evaluate the images as well. Intravitreal injections of ranibizumab were administered following the instillation of topical anesthetic drops under sterile conditions and followed the national and international guidelines for intravitreal injections 23. Data were expressed as mean ±SD for continuous variables, and frequencies for categorical variables. A comparison between the two groups (eyes) was made. Within group comparisons were performed by paired test or Wilcoxon sign rank test as appropriate. Relationships between choroidal and spessore retinico medio nell area centrale di 1 mm. La tecnica EDI OCT utilizzato per ottenere lo spessore coroideale è già stata descritta in altri studi 15. Sette sezioni orizzontali sono stati ottenute all'interno di un'area di 5x30 centrate sulla fovea, con in media 100 scansioni per ogni sezione utilizzando le funzioni automatiche della compensazione e l eye tracking per ridurre il rumore del segnale e migliorare la qualità dell'immagine. Lo spessore coroideale (CT) è stato definito come la distanza tra la linea dell'epitelio pigmentato retinico (RPE) e la linea iperreflettente dietro i grandi strati dei vasi della coroide che è stata ritenuta essere il confine fra coroide e sclera. Nel caso in cui la coroide fosse stata inclinata, la distanza sarebbe stata misurata a destra della linea dell EPR. Il CT è stato misurato manualmente dietro la fovea ed a 500 micron dalla fovea sull'asse orizzontale e verticale. La media del CT è stata, quindi, calcolata come la media delle misurazioni subfoveali e le quattro misurazioni ottenute a 500 micron dalla fovea. Le misurazioni all OCT sono state effettuate da due esaminatori indipendenti. Se la differenza tra le loro misurazioni fosse stata superiore al 15% della media dei due valori, sarebbe stato chiesto ad un esaminatore senior di valutare le immagini. Le iniezioni intravitreali di ranibizumab sono state somministrate dopo l'instillazione di gocce di anestetico locale in condizioni sterili e hanno seguito le linee guida nazionali e internazionali per iniezioni intravitreali 23. I dati sono stati espressi come media ±DS per le variabili continue, e come frequenze per le variabili categoriche. I due gruppi (occhi) sono stati confrontati statisticamente. Sono state eseguite inoltre analisi di confronto all interno dello stesso gruppo con paired t test o Wilcoxon sign rank test. I rapporti tra lo spessore della coroide e della retina e la

7 43 Modificazioni retino-coroideali dopo loading phase di ranibizumab nell edema maculare diabetico retinal thickness and visual function were explored by regression analysis. The analysis was performed with SPSS (version 13.0; SPSS Science Inc., Chicago, IL, USA). RESULTS In this case series 46 eyes of 23 patients with diabetes (14 males, 9 females, mean age 66.2±8.3 years, 4 type 1 and 19 type 2 diabetes) were included. Mean diabetes and macular edema duration was 16.13±8.5 and 3±1.7 years, respectively. At baseline 5 eyes were phakic and 18 pseudophakic. Mean refractive error was -0.48±2.6 diopters. At baseline among the study eyes 20/23 eyes were classified as having diffuse macular edema, 23/23 presented a cystic macular edema, and 9/23 had a subfoveal neurosensory detachment. At baseline among fellow eyes 11/23 (47.8%) were classified as having diffuse macular edema, and 4/23 had a subfoveal neurosensory detachment. Mean intraocular pressure (IOP) at baseline was 15.3±2.7 and 16.4±2.3 mmhg in treated and fellow eyes respectively, mean systolic pressure was 138.3±14.97 mmhg, diastolic pressure was 77.17±5.60 mmhg and heart rate was 70.95±6.10 bpm. Among study eyes eight patients out of 23 (34.8%) were naïve, 3/23 (13.0%) had been previously treated with grid laser, 12/23 (52.2%) with anti-vegf agents, 4/23 (17.4%) anti-vegf agents plus grid laser. Among the fellow eyes 11/23 (47.8%) were naïve, 6/23 (26.1%) had been previously treated with grid laser, 6/23 (26.1%) with anti-vegf agents, and 5/23 (21.7%) anti-vegf agents plus grid laser. One month after the loading phase with ranibizumab 0.5 mg, mean BCVA significantly improved from 60.6±12.3 funzione visiva sono stati esplorati con analisi di regressione. L'analisi statistica è stata effettuata con SPSS (versione 13.0; SPSS Science Inc., Chicago, IL, USA). RISULTATI Sono stati valutati 46 occhi di 23 pazienti affetti da diabete (14 maschi, 9 femmine, età media 66,2±8,3 anni, 4 con diabete di tipo 1 e 19 con diabete di tipo 2). La durata media di diagnosi di diabete e di edema maculare era 16,13±8,5 e 3±1,7 anni, rispettivamente. Alla visita basale 5 occhi erano fachici e 18 pseudofachici. La media di errore di refrazione era -0.48±2,6 diottrie. Al basale, tra gli occhi in studio, 20/23 erano classificati come aventi edema maculare diffuso, 23/23 presentavano un edema maculare di tipo cistico e 9/23 avevano un distacco del neuroepitelio subfoveale. Al basale, tra gli occhi controlaterali, 11/23 (47,8%) sono stati classificati come aventi edema maculare di tipo diffuso, e 4/23 presentavano un distacco del neuroepitelio. La pressione intraoculare media (IOP) alla visita di base era 15,3±2,7 e 16,4±2,3 mmhg negli occhi trattati e negli occhi controlaterali, rispettivamente. La media della pressione sistolica era 138,3±14,97 mmhg mentre quella diastolica era 77,17±5,60 mmhg con una frequenza cardiaca media di 70,95±6,10 bpm. Tra gli occhi in studio 8/23 (34,8%) non erano mai stati trattati, 3/23 (13,0%) erano stati precedentemente trattati con il laser a griglia, 12/23 (52,2%), erano stati sottoposti ad iniezioni intravitreali con farmaci anti-vegf, 4/23 (17,4%) erano stati trattati con anti-vegf più griglia laser. Tra gli occhi controlaterali 11/23 (47,8%) non erano mai stati trattati, 6/23 (26,1%) erano stati precedentemente trattati con il laser a griglia, 6/23 (26,1%), erano stati trattati con farmaci anti-vegf, e 5/23 (21.7%) con anti-vegf più griglia laser.

8 44 Retinal-choroidal changes after a loading phase of ranibizumab in diabetic macular edema Fig. 1 Fig. 1 Central retinal thickness and subfoveal choroidal thickness obtained by means of spectral-domain OCT (SD-OCT) (Spectralis) in one patient with diabetic macular edema (DME) before (a) and after (b) ranibizumab loading phase. Spessore centrale retinico e spessore subfoveale coroideale ottenuto mediante SD-OCT in un paziente con edema maculare diabetico prima (a) e dopo (b) loading phase di ranibizumab. to 66.4±12.4 letters (P < ) and central RT significantly reduced from 583.4±141.5 to 434.4±136.3 μm (P <0.0001). No significant changes were found in mean retinal sensitivity as measured by MP1 throughout the follow-up (10.9±5.3 vs 11±5.03 db, P =0.83). Fellow eyes BCVA and central RT data at baseline and at the end of follow-up are shown in Table 1. At baseline, CT was found to be lower in treated eyes in comparison with fellow eyes (185.4± 49.9 vs ±41.03 μm, respectively) and while after the loading phase an increase of 21.2±56 μm (11.4%, from 185.4±49.9 to 206.6±60.6 μm, P > 0.5) was found in the treated eye, no changes were found in the fellow eye (from ±41.03 to ±38.28 μm, P > 0.5) (Fig. 1). BCVA changes from baseline were found not to be related to either central RT (R2 0.11, P = 0.1) or CT changes (R2 0.05, P = 0.28) (Tab.1). No significant relationship was found between central RT and CT changes from baseline at any visit. Un mese dopo la LP con ranibizumab 0,5 mg la BCVA era significativamente migliorata da 60,6±12,3 a 66,4±12,4 lettere (P <0,0001) e lo spessore retinico centrale significativamente ridotto da 583,4±141,5 a 434,4±136,3 micron (P <0,0001). Nessun cambiamento significativo era stato riscontrato riguardo la sensibilità retinica media misurata all MP1 durante tutto il followup (10.9±5.3 vs 11±5,03 db, P=0,83). La BCVA, gli spessori retinici centrali al basale e al termine del follow-up degli occhi controlaterali sono riportati nella tabella 1. Al baseline, il CT era più sottile negli occhi trattati rispetto agli occhi controlaterali (185.4± 49.9 vs ±41.03 μm, rispettivamente) e mentre dopo la LP è stato riscontrato un aumento dello spessore di 21.2±56 μm (11.4%, da 185.4±49.9 a 206.6±60.6 μm, P >0.5) negli occhi trattati, non è stato riscontrato alcun cambiamento negli occhi controlaterali (da ±41.03 a ±38.28 μm, P >0.5) (Fig. 1). Non è stata evidenziata alcuna correlazione tra i cambiamenti della BCVA rispetto alla baseline ed I cambiamenti dello spessore

9 45 Modificazioni retino-coroideali dopo loading phase di ranibizumab nell edema maculare diabetico Tab. 1 Treated eyes Occhi trattati Fellow Eyes Controlaterali Comparison of BCVA Confronto fra BCVA BCVA (lettere ETDRS) CRT (μm) CRT (μm) Baseline Post LP P Baseline Post LP P* Baseline Post LP P 60.6± ±12.4 < ± ±136.3 < ± ± ± ± ± ± ± ± Tab. 1 Comparison of BCVA, central retinal thickness, and subfoveal choroidal thickness at OCT in ranibizumab treated DME eyes and fellow eyes between baseline and 1 month after the loading phase. No relationship was found between refraction (R2 0.06, P > 0.5), IOP (R , P > 0.5), systemic pressure (R , P > 0.5) and CT changes. DISCUSSION In this study we explored changes in CT in patients with diabetic macular edema treated with a loading phase of ranibizumab, and its relationship with functional outcomes. Our data showed that before treatment at baseline subfoveal CT in DME eyes was reduced in comparison with the fellow eyes (controls) and did not increase significantly after three consecutive intravitreal injections of ranibizumab. At the same time point, no changes in subfoveal CT were found in the fellow eyes. In our patients, one month after the loading phase with ranibizumab 0.5 mg mean BCVA significantly improved (about one ETDRS line) and also the retinal thickness significantly reduced. However no significant changes were found in mean retinal sensitivity as measured by MP1 throughout the follow-up. In our study BCVA changes from the baseline were found not to be related with morphological changes, either retinal or CT changes. As demonstrated, a structurally and functionally normal choroidal retinico centrale (R2 0.11, P = 0.1) e coroideale (R2 0.05, P = 0.28) (tab. 1). Nessuna correlazione è stata riscontrata tra i cambiamenti dello spessore retinico e coroideale ad ogni visita di follow-up. Nessuna correlazione è stata riscontrata tra refrazione (R2 0.06, P > 0.5), IOP (R , P > 0.5) e pressione arteriosa (R , P > 0.5). DISCUSSIONE In questo studio abbiamo valutato i cambiamenti nello spessore coroideale in pazienti con edema maculare diabetico trattati con un ciclo di tre iniezioni di ranibizumab, e il suo rapporto con i risultati funzionali. I nostri dati hanno mostrato che prima del trattamento al basale lo spessore coroideale subfoveale negli occhi con DME era ridotto rispetto agli occhi controlaterali (controlli) e non è aumentato in modo significativo dopo tre iniezioni intravitreali consecutive di ranibizumab. Allo stesso tempo non si è osservata alcuna variazione nello spessore coroideale subfoveale negli occhi controlaterali. Nei nostri pazienti, un mese dopo la loading phase con ranibizumab 0,5 mg la BCVA risultava significativamente migliorata (circa una linea) e anche lo spessore retinico si era notevolmente ridotto. Tuttavia nessun cambiamento significativo è stato rilevato nella sensibilità Confronto fra BCVA, spessore retinico centrale e spessore coroideale subfoveale all OCT in occhi affetti da edema maculare diabetico trattati con ranibizumab ed occhi controlaterali alla visita baseline e ad un mese dopo la loading phase.

10 46 Retinal-choroidal changes after a loading phase of ranibizumab in diabetic macular edema vasculature is essential for retinal function; abnormal choroidal blood volume and/or compromised flow can result in photoreceptor dysfunction and death 7.Consequently, the choroid plays a vital role in the pathophysiology of many retinal conditions, such as central serous chorioretinopathy (CSC) 24, age-related macular degeneration (AMD) 25, choroidal melanoma 26, Vogt-Koyanagi-Harada (VKH) 27, and others. A precise clinical understanding of choroidal changes is critical for an accurate assessment of many posterior segment diseases. Until recently, the choroid could only be evaluated by indocyanine green (ICG) angiography, laser Doppler flowmetry, and ultrasound.7 In recent years, the method known as enhanced depth imaging spectral-domain optical coherence tomography (EDI OCT) has been developed to allow in vivo crosssectional imaging of the choroid and CT measurement 15. There is evidence that diabetes could be associated with abnormalities in choroidal morphology and that choroidal angiopathy and retinal vascular damage may coexist 5,6. However, CT measurements using OCT in diabetes patients and at different stages of diabetic retinopathy have been conflicting 8,9,10,11,12,13,14. Regatieri et al reported that CT change in diabetes may be related to the severity of retinopathy and in particular the presence of macular edema is associated with a significant decrease in the CT 11. These results have been recently confirmed by Adhi et al 14. Furthermore, Querques et al and Vujosevic et al, although using a different OCT technology (EDI-OCT vs RS-3000; Nidek) reported an overall decrease in CT in diabetic eyes, but retinica media misurata con MP1 durante tutto il periodo di follow-up. Nel nostro studio non sono state trovate correlazioni fra i cambiamenti della BCVA e le modificazioni morfologiche sia retiniche sia dello spessore coroideale. Come dimostrato, una normale vascolarizzazione della coroide sia dal punto di vista anatomico che funzionale è essenziale per una corretta funzionalità retinica; un anormale volume ematico della coroide e/o un suo compromesso flusso può comportare o un danno o morte dei fotorecettori 7. Di conseguenza, la coroide svolge un ruolo fondamentale nella fisiopatologia di molte patologie retiniche, come la corioretinopatia sierosa centrale (CSC) 24, la degenerazione maculare legata all età (AMD) 25, il melanoma della coroide 26, la Vogt-Koyanagi-Harada (VKH) 27 e altre. Una precisa comprensione clinica delle modificazioni a carico della coroide è fondamentale per un accurata valutazione di molte malattie del segmento posteriore. Fino a poco tempo fa, la coroide poteva essere studiata solo con l angiografia al verde di indocianina (ICG), la flussimetria doppler, e gli ultrasuoni. Negli ultimi anni, l esame OCT con EDI è stato sviluppato per consentire acquisizioni di immagini in vivo in sezione trasversale della coroide e misurazioni dello spessore 15. Ci sono prove che il diabete potrebbe essere associato ad anomalie nella morfologia della coroide e che l angiopatia coroideale ed il danno vascolare della retina possano coesistere 5,6. Tuttavia, le misurazioni dello spessore coroideale valutate all OCT nei pazienti diabetici e in diverse fasi della retinopatia diabetica sono stati contrastanti 8,9,10,11,12,13,14. Infatti Regatieri et al riporta che le modifiche a livello coroideale nel diabete possono essere correlate alla gravità della retinopatia e, in particolare, la presenza di edema maculare è associato ad una

11 47 Modificazioni retino-coroideali dopo loading phase di ranibizumab nell edema maculare diabetico without any difference in eyes with diabetic macular edema 10,12. In contrast, Kim et al reported that CT increased significantly as the severity of the retinopathy worsened and that the subfoveal choroid was thicker in eyes with DME than in those without, and was thickest in eyes with subretinal detachmenttype DME 13. Xu et al, reporting data obtained from population-based Beijing Eye Study, showed that only patients with diabetes had a slightly, but statistically significantly, thicker subfoveal choroid, whereas presence and stage of diabetic retinopathy were not associated additionally with an abnormal subfoveal CT 28. Differences in the published results could be related to differences in patients population analyzed, as age, ethnicity, duration of diabetes, duration of diabetic retinopathy and macular edema, glycemic and metabolic control, OCT technology, and additional factors that could influence the choroidal vascular compartment. CONCLUSION In our observational study we aimed to explore the choroidal changes in DME eyes after three monthly ranibizumab intravitreal injections in comparison with untreated fellow eyes. As noted, antiangiogenic drugs and ranibizumab in particular are considered the gold standard for DME treatment providing a visual acuity gain of about 1-2 ETDRS lines and a significant reduction in central retinal thickness at OCT 16.From our results, DME treated eyes after the loading phase with ranibizumab showed an increase of VA and a reduction of central retinal thickness, associated with a slight but non-significant increase of subfoveal CT. It has been significativa riduzione dello spessore 11. Questi risultati sono stati recentemente confermati da Adhi et al 14. Inoltre, Querques et al e Vujosevic et al, anche se con un OCT di tecnologia diversa (EDI- OCT vs RS-3000; Nidek) hanno riportato una diminuzione complessiva dello spessore coroideale negli occhi diabetici, ma senza alcuna differenza negli occhi con edema maculare diabetico 10,12. Al contrario, Kim et al ha dimostrato un aumento dello spessore coroideale associato alla gravità della retinopatia diabetica e che la coroide subfoveale risulta essere più spessa in occhi con edema maculare e soprattutto con distacco del neurepitelio 13. Xu et al, riportando i dati basati sulla popolazione del Pechino Eye Study, ha mostrato che solo i pazienti con diabete presentavano un lieve, ma statisticamente significativo, aumento dello spessore coroideale subfoveale, mentre la presenza e lo stadio della retinopatia diabetica non risultavano essere associati 28. Le differenze nei risultati pubblicati potrebbero essere correlate a differenze nella popolazione dei pazienti analizzati come l'età, l'etnia, la durata del diabete, la durata della retinopatia diabetica e dell'edema maculare, il controllo glicemico e metabolico, le differenti tecnologie OCT ed ancora altri fattori che potrebbero influenzare le variazioni coroideali. CONCLUSIONI Nel nostro studio abbiamo voluto esaminare i cambiamenti della coroide in occhi affetti da edema maculare diabetico dopo tre iniezioni intravitreali mensili di ranibizumab in confronto con l occhio controlaterale non trattato. Come già detto, i farmaci anti VEGF ed il ranibizumab, in particolare, sono considerati il gold standard per il trattamento DME fornendo un guadagno di acuità visiva di circa 1-2 linee ETDRS ed

12 48 Retinal-choroidal changes after a loading phase of ranibizumab in diabetic macular edema hypothesized that anti-vegf may differently affect choroidal vasculature and accordingly CT. Brachini et al recently reported significant choroidal thinning in neovascular age related macular degeneration (AMD) eyes after 6 and 12 months of anti-vegf agents treatment, while control eyes demonstrated no decrease in CT over 6 months 19. In addition, Yamazaki et al reported a decrease of subfoveal CT after IVRs in eyes with neovascular AMD, suggesting that intravitreal injections of ranibizumab may provide a pharmacologic effect not only on the neovascular lesion but also on the underlying choroid 18. In contrast, Ellabban et al reported a minimal effect, if any, on the CT of ranibizumab treatment in eyes with different types of choroidal neovascularizations (AMD, myopia, polypoid vasculopathy) 17, which is in agreement with our findings. Finally, Laíns et al recently reported the results of a crosssectional study which included nonproliferative DR and diffuse DME in both eyes. In the study, diabetic eyes treated with anti-vegf agents had reduced CT 29. Differences in the results from our study could be related to the study design, the population included (naïve vs patients with history of anti-vegf plus laser in one eye and laser only in the fellow eye) and the long time between the treatment and the choroidal evaluation (mean 30.9 months in non-proliferative DR and 13.9 months in the PDR group). VEGF is considered an important factor in the pathogenesis of macular edema. It induces the rupture of the blood retinal barrier and may also influence the RPE outer retinal barrier. Little is currently known regarding the effect of VEGF on RPE permeability, although the presence of VEGF and its three una significativa riduzione dello spessore della retina centrale all OCT 16. Dai nostri risultati, la loading phase di ranibizumab ha mostrato un miglioramento dell acuità visiva e una riduzione dello spessore retinico centrale, associata ad un lieve ma non significativo aumento dello spessore coroideale subfoveale. È stato ipotizzato che l'anti-vegf possa influenzare in modo diverso la vascolarizzazione coroideale e di conseguenza il suo spessore. Brachini et al ha recentemente riportato un significativo assottigliamento della coroide in pazienti affetti da AMD neovascolare trattati con anti-vegf dopo 6 e 12 mesi mentre gli occhi di controllo non hanno mostrato alcuna riduzione dello spessore dopo 6 mesi 19. Inoltre, Yamazaki et al, ha riportato una diminuzione dello spessore coroideale in occhi con AMD neovascolare trattati con ranibizumab, ipotizzando che le iniezioni intravitreali di ranibizumab possano fornire un effetto farmacologico non solo sulla lesione neovascolare, ma anche sulla sottostante coroide 18. Al contrario, Ellabban et al ha riportato un effetto minimo sullo spessore coroideale dopo trattamento con ranibizumab in occhi con diversi tipi di neovascolarizzazioni coroideale (AMD, miopia, vasculopatia polipoide) 17, il che è in accordo con i nostri risultati. Infine, Lains et al ha recentemente riportato i risultati di uno studio trasversale che comprendeva pazienti affetti da retinopatia diabetica non proliferante e con edema maculare diffuso in entrambi gli occhi. Nello studio, gli occhi trattati con agenti anti-vegf presentavano una riduzione dello spessore coroideale 29. Le differenze nei risultati rispetto al nostro studio potrebbero essere correlate al disegno dello studio, alla popolazione inclusa (naïve vs pazienti con storia di anti-vegf più laser in un occhio e il laser solo nell occhio controlaterale) e il lungo periodo che

13 49 Modificazioni retino-coroideali dopo loading phase di ranibizumab nell edema maculare diabetico receptors have been confirmed in human RPE cells. Recently, studies on this topic have been published with contradictory results. Campa et al demonstrated that both 121 and 165 VEGF isoforms and 2 anti-vegf compounds exert an effect on human RPE permeability in vitro 30. These results, even if only in vitro, could support a hypothesis that anti-vegf agents, in addition to reducing retinal thickness in diabetic macular edema by influencing the inner retinal barrier permeability, could influence the morphological characteristics of the choroidal compartment by influencing the outer retinal barrier permeability. The slight, non-significant CT change in DME eyes treated with ranibizumab in our study does not support a suggestion that anti-vegf agents could modulate RPE permeability and exert their influence even on the outer eye compartment, beneath the retina. However, it is unclear from our study whether the observed slight, non-significant increase in CT is a consequence of anti-vegf treatment or strictly related to, for example, DME or diabetes. Greater numbers of subjects are necessary to clarify the effects of VEGF treatment in such patients, and to determine whether there is a dose response. intercorre tra il trattamento e la valutazione della coroide (media 30,9 mesi nella forma non proliferante e 13,9 mesi nel gruppo di quella proliferante). Il VEGF è considerato un fattore importante nella patogenesi dell'edema maculare. Induce la rottura della barriera emato-retinica e può anche influenzare il complesso EPR-coriocapillare. Scarse sono le conoscenze riguardo l'effetto del VEGF sulla permeabilità dell epitelio pigmentato retinico, sebbene la presenza di VEGF e dei suoi tre recettori siano stati confermati in cellule RPE umane. Recentemente sono stati pubblicati vari studi su questo argomento ma con risultati contraddittori. Campa et al ha dimostrato che entrambe le isoforme (121 e 165) del VEGF e due molecole di anti-vegf (ranibizumab e pegaptanib) influenzano la permeabilità dell EPR in vitro 30. Questi risultati, anche se solo in vitro, sembrerebbero sostenere l ipotesi che gli agenti anti-vegf, oltre a ridurre lo spessore retinico nell edema maculare diabetico agendo sulla permeabilità della barriera emato-retinica interna, potrebbero influenzare le caratteristiche morfologiche della coroide agendo sulla barriera emato-retinica esterna. Lo scarso e non significativo cambiamento coroideale negli occhi affetti da DME trattati con ranibizumab nel nostro studio non supporterebbe l ipotesi che gli agenti anti-vegf possano modulare la permeabilità dell EPR né esercitare la loro influenza sulla coriocapillare. Tuttavia, non è chiaro dal nostro studio se il lieve e non significativo aumento dello spessore coroideale sia una conseguenza del trattamento anti-vegf o strettamente funzionale, legato all edema o al diabete. Un maggior numero di soggetti sono necessari per chiarire gli effetti del trattamento con anti-vegf in tali pazienti e per determinare se vi sia una risposta al ciclo di trattamento.

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