Introduction

Age-related macular degeneration (AMD) is a chronic retinal disease and one of the leading causes of irreversible central vision loss among the elderly in developed countries [1].
The number of individuals affected by AMD worldwide is projected to increase steadily as the population ages, making this condition a major public health challenge [2]. The disease damages the macula, and the subsequent loss of central vision severely restricts patients’ ability to perform activities of daily living, reducing their quality of life [3].

AMD is divided into two primary forms: dry (non- exudative) and wet (exudative/neovascular). Dry AMD accounts for the majority of cases and progresses slowly, leading to geographic atrophy in its advanced stage. Conversely, wet AMD is characterized by pathologic neovascularization and is responsible for sudden, severe vision loss [4].

Clinical staging classifies AMD into three main categories: early AMD (defined by the presence of medium drusen), intermediate AMD (characterized by large drusen and/or retinal pigmentary abnormalities), and advanced AMD, which encompasses either geographic atrophy secondary to the dry form or pathologic neovascularization in the wet form.

The diagnosis of AMD relies primarily on structural and functional imaging techniques, including optical coherence tomography (OCT), OCT angiography (OCTA), fluorescein angiography, and fundus autofluorescence (FAF) [5]. Functional assessments, such as visual acuity testing and dark adaptation testing, are also used. However, they do not always enable the early detection of disease progression [6]. Available treatment options remain limited, with effective therapies currently confined to the wet form of AMD. Management options for dry AMD remain limited, although complement inhibitors have recently been approved in the United States to slow the progression of geographic atrophy. This therapeutic gap highlights the urgent need for novel diagnostic tools to identify individuals at risk of progression and to monitor the efficacy of future therapies [7, 8].

In recent years, a special role has been attributed to biomarkers, which can complement conventional imaging modalities [9–11]. Structural biomarkers, assessed via imaging, include, among others, drusen size and distribution, retinal layer thickness on OCT, the presence of abnormal autofluorescence signals, and OCTA parameters [12–20]. Modern imaging techniques, particularly spectral-domain optical coherence tomography and swept-source optical coherence tomography, enable the detection of even minor structural changes, such as individual hard drusen, prior to the development of clinically manifest AMD. Fundus photography allows for the monitoring of morphological changes, while high-resolution imaging enables the detection of early abnormalities that precede the onset of clinical symptoms [21–24]. Structural biomarkers play a significant role in predicting the progression from intermediate to advanced AMD [25–29].
At the same time, functional biomarkers, such as impaired dark adaptation or reduced retinal sensitivity assessed by micro-
perimetry, represent a valuable tool in evaluating the early stages of the disease [30].

However, particular attention should be given to molecular biomarkers, as they provide direct insight into the pathophysiological mechanisms underlying AMD. Unlike structural and functional biomarkers, which reveal the effects of the disease at the anatomical and clinical levels, molecular biomarkers allow for the assessment of inflammatory, oxidative, and metabolic alterations occurring in both the retina and throughout the body [9–11]. They can serve as early risk indicators, progression markers, and tools for monitoring treatment response.

Among the most extensively studied molecular biomarkers
in AMD are inflammatory proteins and mediators. Elevated serum concentrations of C-reactive protein and interleukins, including interleukin-6 (IL-6), have been reported in patients, indicating the involvement of inflammatory processes in disease progression [9, 10]. Matrix metalloproteinases (MMPs) and tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs) also show substantial diagnostic utility. Altered levels of these substances are associated with extracellular matrix remodeling and drusen formation. Another significant biomarker is amyloid-β, which deposits in drusen and is associated with the activation of a local inflammatory response in the retinal pigment epithelium (RPE) [11].

The second group of molecular biomarkers consists of microRNAs (miRNAs), which are short, non-coding RNA molecules that regulate gene expression. Studies have demonstrated altered expression profiles of various miRNAs in the serum of AMD patients, including miR-27a-3p, miR-29b-3p, miR-195-5p, and miR-146a [9, 10]. These molecules are involved in regulating inflammatory processes, angiogenesis, and apoptosis, and their dysregulation may indicate disease activity even before clinical changes appear. Consequently, miRNAs are recognized as potential diagnostic and prognostic biomarkers [11].

Genetic factors also represent an important category of biomarkers. The best-documented role in AMD pathogenesis is attributed to polymorphisms in the CFH and ARMS2/HTRA1 genes, which increase disease risk and accelerate progression [9, 11]. Understanding a patient’s genetic profile not only enables assessment of AMD risk but also provides deeper insight into the mechanisms leading to macular damage.

Additionally, research on molecular biomarkers includes proteomic analyses of the aqueous humor, vitreous humor, and tear film, which reveal changes in the expression of numerous proteins associated with oxidative and inflammatory processes [12–16]. Although these methods remain largely in the research phase, the findings suggest that there is a broad range of molecules which may be useful for diagnosing and monitoring AMD.

In summary, molecular biomarkers in AMD encompass proteins associated with inflammatory processes, oxidative stress factors, extracellular matrix enzymes, miRNAs, and genetic variants. They may play a vital role in detecting early stages of the disease, assessing the risk of its progression, and determining patient eligibility for therapy. Integrating them with imaging and functional biomarkers offers the prospect of developing complex diagnostic models that could ultimately contribute to improving patient care in AMD [30].

Aim

The aim of this review was to analyze the current state of knowledge on molecular biomarkers useful for the early detection and monitoring of AMD.

To address this primary objective, the following specific aims have been defined:

To present the pathogenic mechanisms of AMD that serve as the basis for the search for molecular biomarkers.

To characterize established and potential molecular biomarkers (genetic, protein, metabolomic, miRNA, and others) associated with individual stages of AMD.

To evaluate the utility of these biomarkers in the diagnosis, prognosis, and monitoring of disease progression, with a particular focus on their potential clinical applications.

To identify current research limitations and future prospects regarding the integration of molecular biomarkers into ophthalmic practice.

Material and methods

A literature review was conducted to evaluate the biomarkers used in the diagnosis and monitoring of AMD.
The search was performed across the PubMed, Scopus, and Web of Science databases, spanning publications from 2007 to 2025 and utilizing keywords and Medical Subject Headings terms: “age-related macular degeneration”, “biomarkers”, and “proteomics”. The terms were combined using Boolean operators (“AND”, “OR”). The analysis included full-text, original clinical and observational studies involving adult patients with AMD. Animal studies, case reports, conference proceedings, and publications without full-text access were excluded.
The study selection process involved screening titles and abstracts, followed by full-text analysis and methodological quality assessment using standardized tools to minimize the risk of bias. The review protocol was not registered, which is acceptable for systematic narrative reviews. Data extraction was performed independently by two investigators, with any discrepancies resolved through consensus. The extracted data focused on the type of biomarkers, the research methodologies employed, and the clinical significance of the findings. A total of 31 publications were selected for analysis, and the selection flow is illustrated in the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) diagram (Figure 1).
Due to methodological heterogeneity and the absence of comparable effect measures, this review is narrative in nature; a meta-analysis was not performed.

Results

A total of 31 publications were included in the analysis. The studies covered several categories of molecular biomarkers: genetic, proteomic, metabolic, amyloid, miRNA, autoantibody, and metalloproteinase markers, as well as imaging biomarkers. Genetic studies most frequently reported gene variants in the complement system (including CFH and C3) and the ARMS2/HTRA1 region, which are associated with an increased risk and faster progression of AMD. Proteomic analyses and ocular fluid assessments revealed altered concentrations of inflammatory proteins and amyloids, while metabolomic studies pointed to disruptions in lipidomics and amino acid metabolism that could enable differentiation between disease stages. miRNA profiles (including miR-27a-3p, miR-29b-3p, and miR-146a) are emerging as promising markers that regulate inflammation and angiogenesis. MMPs and TIMPs demonstrated potential as biomarkers to differentiate between exudative AMD and geographic atrophy. Most included studies were preliminary, with limitations including small sample sizes, methodological heterogeneity, and a lack of independent validation. The integration of molecular biomarkers with imaging data (OCT/OCTA) appears to be the most promising direction for developing future diagnostic panels (Table I).

Discussion

AMD is a chronic retinal disease and one of the leading causes of irreversible vision loss in older adults [1]. Despite significant advances in imaging diagnostics and treatment of the exudative form of the disease, early detection and effective monitoring of AMD progression remain major clinical challenges. In recent years, research into molecular biomarkers has intensified, with the potential to enable earlier identification of individuals at risk, as well as improve assessment of treatment efficacy and prediction of disease course.

The best-documented role in AMD pathogenesis is attributed to polymorphisms in the CFH and ARMS2/HTRA1 genes, which increase disease risk and accelerate progres-
sion [9, 11]. The Y402H variant of the CFH gene is particularly important, as it may increase the risk of developing AMD by 2- to 7-fold, depending on the population and additional environmental factors. Variants in the ARMS2/HTRA1 region, in turn, are associated with both increased risk of AMD onset and faster progression to advanced stages. Numerous studies confirm their significant impact on disease risk and progression. The CFH polymorphism is considered one of the key genetic markers, and its presence may increase susceptibility to AMD several‑fold. Incorporating such markers into predictive panels improves the identification of high-risk individuals, although their diagnostic value in isolation remains limited. For this reason, there is a growing trend toward combining genetic markers with environmental factors (such as smoking, diet, and exposure to oxidative stress) and other biological parameters.

Studies have revealed complex alterations in the protein profiles of serum and ocular fluids in patients with AMD. Elevated serum concentrations of C-reactive protein and interleukins, including IL-6, have been reported in patients, indicating the involvement of inflammatory processes in disease progression [9, 10]. At the same time, increased levels of proinflammatory cytokines and angiogenic factors, such as vascular endothelial growth factor (VEGF), correlate with progression of the exudative form. Despite promising results, most of these markers show low specificity, as similar changes are also observed in other inflammatory retinal diseases. For this reason, protein biomarkers require further validation in large, prospective patient cohorts.

Emerging areas of research include the analysis of miRNAs.
Studies have demonstrated an altered expression profile of numerous miRNAs in the serum of AMD patients, including miR-27a-3p, miR-29b-3p, miR-195-5p, and miR-146a [9, 10].
These molecules are involved in regulating inflammatory processes, angiogenesis, and apoptosis, and their dysregulation may indicate disease activity even before clinical changes appear. As such, miRNAs are considered potential diagnostic and prognostic markers [11].

At the same time, metabolomics and lipidomics are developing, providing insight into metabolic disturbances within RPE cells. Oxidative stress plays a significant role in the pathophysiology of AMD. An imbalance between the synthesis and clearance of reactive oxygen species is the main source of increased oxidative damage to the RPE [31]. In addition, lipid profiles and lipid peroxidation products may reflect the degree of oxidative damage and the activity of inflammatory processes.

Extracellular vesicles represent another promising area of research, as they carry protein and RNA molecules reflecting the state of retinal cells. Their isolation from blood or aqueous humor may, in the future, enable non-invasive assessment of pathological processes within the macula.

Despite significant progress, the implementation of molecular biomarkers into clinical practice faces numerous challenges. The most important of these include:

lack of standardization in sample collection and analysis,

small study populations,

heterogeneous clinical criteria for AMD,

lack of independent validation studies.

Many reports are either preliminary in nature or based on the analysis of single markers, which limits their prognostic value. There is increasing emphasis on the need to develop composite biomarker panels that combine genetic, proteomic, metabolomic, and imaging data. Such a multidimensional approach could significantly increase diagnostic and prognostic accuracy.

From a clinical practice perspective, molecular biomarkers may in the future serve several key functions:

enabling the identification of individuals at high risk of developing AMD,

supporting treatment selection and monitoring of treatment response,

providing instruments for evaluating the efficacy of new drugs in clinical trials.

Combining biomarkers with imaging modalities (OCT, OCTA, FAF) could create a comprehensive diagnostic-
prognostic system for individualized patient care.

There is also growing interest in the use of artificial intelligence (AI) and machine learning in the analysis of AMD biomarkers. Emerging models integrate OCT/OCTA imaging with molecular and genetic data to predict disease progression and response to anti-VEGF therapy. AI-based algorithms may enable the creation of multidimensional diagnostic panels allowing for more precise assessment of AMD progression risk and personalization of therapy.

In summary, current research highlights the significant potential of molecular biomarkers in the diagnosis and monitoring of AMD; however, their routine clinical application requires further validation and standardization. Future approaches will likely focus on multiparametric models integrating diverse biological and clinical data, enabling earlier detection and more effective disease management.

Limitations and future perspectives

The review has several limitations. First, most of the analyzed studies include small patient groups, which limits the statistical power of their findings. Second, there is considerable methodological heterogeneity in terms of clinical definitions of AMD, sample collection procedures, and the analytical techniques employed, including reverse transcription quantitative polymerase chain reaction, liquid chromatography–mass spectrometry, and proteomic analysis. Third, many publications lack data on the validation of biomarkers in independent cohorts. Another limitation is that some data are derived from cross-sectional studies, making it difficult to establish clear cause-and-effect relationships. Therefore, prospective, multicenter clinical studies are needed, using integrated diagnostic models that incorporate molecular, imaging, and functional biomarkers.

Conclusions

AMD is a disease with a complex, multifactorial pathogenesis in which inflammatory processes, oxidative stress, dysregulation of the complement system, and genetic factors play critical roles. The complexity of these mechanisms makes the identification of a single, universal biomarker unlikely.

Molecular biomarkers (genetic, protein-based, metabolomic, and miRNA) represent a promising tool for early AMD diagnosis and monitoring. In particular, variants of the CFH gene, elevated VEGF levels, and altered expression of selected miRNAs demonstrate strong prognostic and diagnostic potential.

Despite a growing number of studies, most proposed biomarkers remain in the experimental stage, and their clinical utility requires further validation in large, prospective, multicenter studies. Standardization of methods for collecting, storing, and analyzing biological samples is also paramount.

The most promising direction for future development is the integration of different types of biomarkers (genetic, proteomic, metabolomic) with clinical and imaging data (OCT, OCTA), which may lead to the creation of comprehensive predictive models and personalized treatment strategies.

Ultimately, implementing validated molecular biomarkers into clinical practice could in the future enable earlier AMD detection, more effective monitoring of disease progression, and optimized therapy, representing a major step toward precision medicine in ophthalmology.

Statements

The authors declare no conflict of interest.

This work received no external funding.

Approval from the Bioethics Committee was not required.

References

Wprowadzenie

Zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem (AMD) jest przewlekłą chorobą siatkówki i jedną z najczęstszych przyczyn nieodwracalnej utraty widzenia centralnego u osób starszych w krajach rozwiniętych [1]. Szacuje się, że liczba pacjentów z AMD na świecie będzie systematycznie wzrastać wraz ze starzeniem się populacji, co czyni tę jednostkę chorobową poważnym problemem zdrowia publicznego [2]. Choroba prowadzi do uszkodzenia plamki, a utrata widzenia centralnego znacząco ogranicza zdolność wykonywania codziennych czynności i obniża jakość życia [3]. Wyróżnia się dwie podstawowe postaci AMD – suchą (niewysiękową) i wysiękową (neowaskularną). Postać sucha, obejmująca większość przypadków, rozwija się powoli, prowadząc w zaawansowanym stadium do zaniku geograficznego. Natomiast postać wysiękowa charakteryzuje się patologiczną neowaskularyzacją i odpowiada za nagłą i ciężką utratę widzenia [4].

W klasyfikacji klinicznej stopnia zaawansowania AMD wyróżnia się trzy główne stadia: postać wczesną (definiowaną przez obecność średnich druz), postać pośrednią (charakteryzującą się obecnością dużych druz i/lub nieprawidłowości pigmentowych siatkówki) oraz postać zaawansowaną, która obejmuje zanik geograficzny w przebiegu formy suchej bądź patologiczną neowaskularyzację w postaci wysiękowej.

W diagnostyce AMD kluczową rolę odgrywają badania obrazowe i funkcjonalne, takie jak optyczna koherentna tomografia (OCT), angiografia OCT (OCTA), angiografia fluoresceinowa oraz ocena autofluorescencji dna oka (FAF) [5].
Badania czynnościowe, takie jak ocena ostrości wzroku czy adaptacja do ciemności, również są stosowane, jednak nie zawsze pozwalają na wczesne wykrycie progresji choroby [6]. Dostępne opcje terapeutyczne są ograniczone – skuteczne leczenie dotyczy wyłącznie postaci wysiękowej. W postaci suchej możliwości terapeutyczne są nadal ograniczone, chociaż w ostatnich latach w Stanach Zjednoczonych zarejestrowano inhibitory układu dopełniacza spowalniające progresję zaniku geograficznego. Ta luka terapeutyczna podkreśla potrzebę poszukiwania nowych narzędzi diagnostycznych, które pozwolą na identyfikację osób zagrożonych progresją i monitorowanie efektów przyszłych terapii [7, 8].

W ostatnich latach szczególną rolę przypisuje się biomarkerom, które mogą stanowić uzupełnienie wobec klasycznych badań obrazowych [9–11]. Biomarkery strukturalne, oceniane za pomocą obrazowania, obejmują m.in. wielkość i rozmieszczenie druz, grubość warstw siatkówki w OCT, obecność nieprawidłowych sygnałów autofluorescencji oraz parametry OCTA [12–20]. Nowoczesne techniki obrazowania, zwłaszcza spektralna optyczna koherentna tomografia i optyczna koherentna tomografia ze źródłem przestrajanym, umożliwiają wykrywanie nawet niewielkich zmian strukturalnych, takich jak pojedyncze druzy twarde, jeszcze przed rozwojem klinicznie jawnej postaci AMD. Fotografia dna oka pozwala monitorować zmiany morfologiczne, natomiast obrazowanie wysokiej rozdzielczości umożliwia wykrywanie wczesnych zaburzeń wyprzedzających pojawienie się objawów klinicznych [21–24]. Biomarkery strukturalne odgrywają istotną rolę w prognozowaniu przejścia z postaci pośredniej do zaawansowanej AMD [25–29]. Równocześnie biomarkery funkcjonalne, takie jak zaburzenia adaptacji do ciemności lub obniżenie czułości siatkówki badane w mikroperymetrii, stanowią cenne narzędzie w ocenie wczesnych stadiów choroby [30].

Na szczególną uwagę zasługują jednak biomarkery molekularne, które mogą bezpośrednio odzwierciedlać procesy patofizjologiczne leżące u podstaw AMD. W przeciwieństwie do biomarkerów strukturalnych i funkcjonalnych, które ukazują skutki choroby na poziomie anatomicznym i klinicznym, biomarkery molekularne pozwalają ocenić zaburzenia zapalne, oksydacyjne i metaboliczne zachodzące w siatkówce i całym organizmie [9–11]. Mogą one pełnić funkcję wczesnych wskaźników ryzyka, markerów progresji, a także stanowić narzędzia do monitorowania odpowiedzi na leczenie.

Do najczęściej badanych biomarkerów molekularnych w AMD należą białka i czynniki zapalne. W surowicy pacjentów opisywano podwyższone stężenia białka C-reaktywnego oraz interleukin, w tym IL-6, które wskazują na udział procesów zapalnych w progresji choroby [9, 10]. Wysoką wartość diagnostyczną mają także metaloproteinazy macierzy zewnątrzkomórkowej (MMP) oraz tkankowe inhibitory metaloproteinaz (TIMP). Zaburzone stężenia tych substancji wiążą się z przebudową macierzy pozakomórkowej i powstawaniem druz. Istotnym biomarkerem jest również amyloid-β odkładany w druzach i związany z aktywacją lokalnej odpowiedzi zapalnej w nabłonku barwnikowym siatkówki [11].

Drugą grupę biomarkerów molekularnych stanowią
mikroRNA (miRNA), czyli krótkie, niekodujące cząsteczki RNA regulujące ekspresję genów. W badaniach wykazano zmieniony profil ekspresji wielu miRNA w surowicy pacjentów z AMD, m.in. miR-27a-3p, miR-29b-3p, miR-195-5p oraz miR-146a [9, 10]. Cząsteczki te biorą udział w regulacji procesów zapalnych, angiogenezy i apoptozy, a ich deregulacja może wskazywać na aktywność choroby jeszcze przed pojawieniem się zmian klinicznych. Z tego względu miRNA uznaje się za potencjalne biomarkery diagnostyczne i prognostyczne [11].

Istotną kategorię biomarkerów stanowią także czynniki genetyczne. Najlepiej udokumentowaną rolę w patogenezie AMD mają polimorfizmy w genach CFH oraz ARMS2/HTRA1, które zwiększają ryzyko wystąpienia choroby i przyspieszają jej progresję [9, 11]. Znajomość profilu genetycznego pacjenta pozwala nie tylko na ocenę ryzyka rozwoju AMD, ale także na lepsze zrozumienie mechanizmów prowadzących do uszkodzenia plamki.

Dodatkowo, badania nad biomarkerami molekularnymi obejmują analizy proteomiczne cieczy wodnistej, ciała szklistego oraz filmu łzowego, które ujawniają zmiany w ekspresji wielu białek związanych z procesami oksydacyjnymi i zapalnymi [12–16]. Choć metody te pozostają obecnie głównie na etapie badań naukowych, uzyskane wyniki wskazują na istnienie szerokiego spektrum cząsteczek potencjalnie użytecznych w diagnostyce i monitorowaniu AMD.

Podsumowując, biomarkery molekularne w AMD obejmują białka związane z procesami zapalnymi, czynniki stresu oksydacyjnego, enzymy macierzy zewnątrzkomórkowej,
miRNA oraz warianty genetyczne. Mogą one odgrywać istotną rolę w wykrywaniu wczesnych stadiów choroby, ocenie ryzyka jej progresji oraz kwalifikacji pacjentów do terapii. Ich integracja z biomarkerami obrazowymi i funkcjonalnymi stwarza perspektywę opracowania złożonych modeli diagnostycznych, które w przyszłości mogą przyczynić się do poprawy opieki nad pacjentami z AMD [30].

Cel

Celem niniejszej pracy przeglądowej jest analiza aktualnego stanu wiedzy dotyczącej biomarkerów molekularnych przydatnych we wczesnym wykrywaniu i monitorowaniu AMD.

W ramach głównego celu wyodrębniono następujące cele szczegółowe:

Przedstawienie mechanizmów patogenetycznych AMD stanowiących podstawę poszukiwania biomarkerów molekularnych.

Scharakteryzowanie znanych i potencjalnych biomarkerów molekularnych (genetycznych, białkowych, metabolomicznych, miRNA i innych) związanych z poszczególnymi stadiami AMD.

Ocena przydatności biomarkerów w diagnostyce, prognozowaniu i monitorowaniu przebiegu choroby, ze szczególnym uwzględnieniem możliwości ich zastosowania klinicznego.

Wskazanie aktualnych ograniczeń badań oraz perspektyw rozwoju w zakresie wdrażania biomarkerów molekularnych do praktyki okulistycznej.

Materiał i metody

Przegląd literatury przeprowadzono w celu oceny biomarkerów stosowanych w diagnostyce i monitorowaniu AMD. Wyszukiwanie przeprowadzono w bazach PubMed, Scopus i Web of Science, uwzględniając publikacje z lat 2007–2025 oraz wykorzystując słowa kluczowe i terminy Medical Subject Headings (MeSH): „zwyrodnienie plamki związane z wiekiem”, „biomarkery” oraz „proteomika”. Terminy łączono za pomocą operatorów boolowskich („AND”, „OR”). Do analizy włączono pełnotekstowe oryginalne badania kliniczne i obserwacyjne dotyczące dorosłych pacjentów z AMD, a wykluczono badania na zwierzętach, raporty przypadków, doniesienia konferencyjne oraz publikacje bez pełnego tekstu. Selekcja artykułów obejmowała ocenę tytułów i streszczeń, analizę pełnych tekstów oraz ocenę jakości metodologicznej przy użyciu standardowych narzędzi w celu ograniczenia ryzyka biasu. Protokół przeglądu nie został zarejestrowany, co jest dopuszczalne w przypadku narracyjnych przeglądów systematycznych. Dane były pozyskiwane niezależnie przez dwóch autorów, a rozbieżności rozstrzygano na drodze konsensusu. Zebrane informacje dotyczyły typu biomarkerów, zastosowanych metod badawczych oraz znaczenia klinicznego wyników. Łącznie do analizy zakwalifikowano
31 publikacji, a przebieg selekcji przedstawiono na schemacie PRISMA (rycina 1). Ze względu na heterogeniczność metod oraz brak porównywalnych miar efektu przegląd ma charakter narracyjny; nie przeprowadzono metaanalizy.

Wyniki

Do analizy zakwalifikowano łącznie 31 publikacji. Badania obejmowały kilka kategorii biomarkerów molekularnych: markery genetyczne, proteomiczne, metaboliczne, amyloidowe, miRNA, autoprzeciwciała, metaloproteinazy oraz biomarkery obrazowe. W badaniach genetycznych najczęściej opisywano warianty genów układu dopełniacza (m.in. CFH, C3) oraz regionu ARMS2/HTRA1, związane ze zwiększonym ryzykiem i szybszą progresją AMD. W analizach proteomicznych i w płynach ocznych wykrywano zmiany stężeń białek zapalnych i amyloidów, natomiast badania metabolomiczne wskazywały na zaburzenia lipidomiki i metabolizmu aminokwasów, które mogą umożliwiać różnicowanie stadiów choroby. Profile miRNA (m.in. miR-27a-3p,
miR-29b-3p, miR-146a) pojawiają się jako obiecujące markery regulujące zapalenie i angiogenezę. MMP i TIMP wykazywały potencjał jako biomarkery różnicujące postać wysiękową AMD i zanik geograficzny. Większość badań ma charakter wstępny, ograniczenia obejmowały niewielkie
liczebności, heterogeniczność metodologiczną oraz brak niezależnych walidacji. Integracja biomarkerów molekularnych z danymi obrazowymi (OCT/OCTA) wydaje się najbardziej obiecującym kierunkiem rozwoju przyszłych paneli diagnostycznych (tabela I).

Dyskusja

AMD jest przewlekłą chorobą siatkówki i jedną z najczęstszych przyczyn nieodwracalnej utraty widzenia u osób starszych [1]. Pomimo znaczących postępów w diagnostyce obrazowej i terapii wysiękowej postaci choroby, wczesne wykrywanie i skuteczne monitorowanie progresji AMD nadal stanowi istotne wyzwanie kliniczne. W ostatnich latach intensywnie rozwijają się badania nad biomarkerami molekularnymi, które mogłyby umożliwić wcześniejszą identyfikację osób zagrożonych chorobą, a także ocenę skuteczności leczenia i przewidywania przebiegu schorzenia.

Najlepiej udokumentowaną rolę w patogenezie AMD mają polimorfizmy w genach CFH oraz ARMS2/HTRA1, które zwiększają ryzyko wystąpienia choroby i przyspieszają jej progresję [9, 11]. Szczególnie istotny jest wariant Y402H genu CFH, którego obecność może zwiększać ryzyko rozwoju AMD nawet 2–7-krotnie, zależnie od populacji i obecności dodatkowych czynników środowiskowych. Z kolei warianty w regionie ARMS2/HTRA1 wiążą się zarówno ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia AMD, jak i szybszą progresją do postaci zaawansowanej. Liczne badania potwierdzają ich istotny wpływ na ryzyko wystąpienia i progresję choroby. Polimorfizm w genie CFH uznawany jest za jeden z najważniejszych markerów genetycznych, a jego obecność może zwiększać podatność na AMD nawet kilkukrotnie. Włączenie takich markerów do paneli predykcyjnych pozwala lepiej identyfikować osoby z wysokim ryzykiem rozwoju choroby, choć ich wartość diagnostyczna w pojedynczym zastosowaniu jest ograniczona.
Z tego względu coraz częściej proponuje się łączenie markerów genetycznych z danymi środowiskowymi (takimi jak palenie tytoniu, dieta i narażenie na stres oksydacyjny) oraz innymi parametrami biologicznymi.

Badania ujawniają złożone zmiany w profilach białkowych surowicy i płynów oka u pacjentów z AMD. W surowicy pacjentów opisywano podwyższone stężenia białka C-reaktywnego oraz interleukin, w tym IL-6, które wskazują na udział procesów zapalnych w progresji choroby [9, 10]. Równocześ-
nie wzrost poziomu cytokin prozapalnych oraz czynników angiogennych, takich jak czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF), koreluje z progresją postaci wysiękowej.
Pomimo obiecujących wyników, większość tych markerów wykazuje niską specyficzność, gdyż podobne zmiany obserwuje się także w innych chorobach zapalnych siatkówki. Z tego względu biomarkery białkowe wymagają dalszej walidacji na dużych, prospektywnych kohortach pacjentów.

Nowe obszary badań obejmują analizę miRNA. W badaniach wykazano zmieniony profil ekspresji wielu miRNA w surowicy pacjentów z AMD, m.in. miR-27a-3p, miR-29b-3p,
miR-195-5p oraz miR-146a [9, 10]. Cząsteczki te biorą udział w regulacji procesów zapalnych, angiogenezy i apoptozy, a ich deregulacja może wskazywać na aktywność choroby jeszcze przed pojawieniem się zmian klinicznych. Z tego względu miRNA uznaje się za potencjalne markery diagnostyczne i prognostyczne [11].

Jednocześnie rozwija się metabolomika i lipidomika, dostarczając informacji o zaburzeniach metabolicznych w obrębie komórek nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE). Stres oksydacyjny odgrywa istotną rolę w patofizjologii AMD. Zaburzenie równowagi między syntezą a usuwaniem reaktywnych form tlenu jest głównym źródłem zwiększonego uszkodzenia oksydacyjnego przez RPE [31]. Dodatkowo profil lipidowy i produkty peroksydacji lipidów mogą odzwierciedlać stopień uszkodzenia oksydacyjnego oraz aktywności procesów zapalnych.

Interesującym kierunkiem badań są także pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, które przenoszą cząsteczki białek i RNA odzwierciedlające stan komórek siatkówki. Ich izolacja z krwi lub cieczy wodnistej może w przyszłości umożliwić nieinwazyjną ocenę procesów chorobowych w obrębie plamki żółtej.

Pomimo znaczących postępów, wdrożenie biomarkerów molekularnych do praktyki klinicznej napotyka liczne trudności. Najważniejsze z nich to:

brak standaryzacji metod pobierania i analizy próbek,

niewielkie liczebności badanych populacji,

zróżnicowane kryteria kliniczne AMD,

brak niezależnych badań walidacyjnych.

Wiele doniesień ma charakter wstępny lub opiera się na analizie pojedynczych markerów, co ogranicza ich wartość prognostyczną. Coraz częściej podkreśla się konieczność tworzenia złożonych paneli biomarkerów, które łączą dane genetyczne, proteomiczne, metabolomiczne i obrazowe. Takie podejście wielowymiarowe może znacząco zwiększyć dokładność diagnostyczną i prognostyczną.

Z punktu widzenia praktyki klinicznej, biomarkery molekularne mogą w przyszłości pełnić kilka kluczowych funkcji:

umożliwić identyfikację pacjentów z wysokim ryzykiem rozwoju AMD,

wspierać dobór terapii i monitorowanie odpowiedzi
na leczenie,

dostarczyć narzędzi do oceny skuteczności nowych leków w badaniach klinicznych.

Połączenie biomarkerów z metodami obrazowania
(OCT, OCTA, FAF) może stworzyć kompleksowy system diagnostyczno-prognostyczny, który pozwoli na indywidualizację opieki nad pacjentami.

Coraz większe znaczenie przypisuje się również zastosowaniu metod sztucznej inteligencji (AI) i metod uczenia maszynowego w analizie biomarkerów AMD. Powstają modele integrujące dane obrazowe OCT/OCTA z biomarkerami molekularnymi i genetycznymi w celu przewidywania progresji choroby oraz odpowiedzi na leczenie anty-VEGF. Algorytmy oparte na AI mogą umożliwić tworzenie wielowymiarowych paneli diagnostycznych pozwalających na bardziej precyzyjną ocenę ryzyka progresji AMD oraz personalizację terapii.

Podsumowując, dotychczasowe badania potwierdzają duży potencjał biomarkerów molekularnych w diagnostyce i monitorowaniu AMD, jednak ich rutynowe zastosowanie kliniczne wymaga dalszej walidacji i standaryzacji. Wydaje się, że przyszłość należy do wieloparametrowych modeli integrujących różne typy danych biologicznych i klinicznych, które mogą stanowić podstawę do wczesnego wykrywania choroby oraz skuteczniejszego monitorowania terapii.

Ograniczenia i perspektywy

Przegląd ma kilka ograniczeń. Po pierwsze, większość analizowanych badań obejmuje niewielkie grupy pacjentów, co ogranicza moc statystyczną uzyskanych wyników. Po drugie, występuje znaczna heterogeniczność metodologiczna w zakresie definicji klinicznych AMD, sposobu pobierania próbek oraz stosowanych technik analitycznych, m.in. ilościowej reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkrypcją (RT-qPCR), chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas (LC-MS) oraz analizy proteomicznej. Po trzecie, w wielu publikacjach brakuje danych dotyczących walidacji biomarkerów w niezależnych kohortach. Ograniczeniem jest również fakt, że część danych pochodzi z badań o charakterze przekrojowym, co utrudnia ocenę zależności przyczynowo-skutkowych. W związku z tym potrzebne są prospektywne, wieloośrodkowe badania kliniczne z zastosowaniem zintegrowanych modeli diagnostycznych obejmujących biomarkery molekularne, obrazowe i funkcjonalne.

Wnioski

AMD jest chorobą o złożonej i wieloczynnikowej patogenezie, w której istotną rolę odgrywają procesy zapalne, stres oksydacyjny, zaburzenia w układzie dopełniacza oraz czynniki genetyczne. Złożoność tych mechanizmów sprawia, że identyfikacja pojedynczego, uniwersalnego biomarkera jest mało prawdopodobna.

Biomarkery molekularne – zarówno genetyczne, jak i białkowe, metabolomiczne czy miRNA – stanowią obiecujące narzędzie we wczesnej diagnostyce i monitorowaniu AMD.
W szczególności warianty genów CFH, podwyższone poziomy VEGF oraz zmiany w ekspresji wybranych miRNA wykazują potencjalną wartość prognostyczną i diagnostyczną.

Pomimo rosnącej liczby badań, większość proponowanych biomarkerów znajduje się nadal w fazie badań eksperymentalnych, a ich kliniczna przydatność wymaga dalszej walidacji w dużych, prospektywnych i wieloośrodkowych badaniach. Kluczowe znaczenie ma także standaryzacja metod pobierania, przechowywania i analizy próbek biologicznych.

Najbardziej perspektywicznym kierunkiem rozwoju jest integracja różnych typów biomarkerów (genetycznych, proteomicznych, metabolomicznych) z danymi klinicznymi i obrazowymi (OCT, OCTA), co może doprowadzić do stworzenia kompleksowych modeli predykcyjnych i personalizowanych strategii leczenia.

Wdrożenie zwalidowanych biomarkerów molekularnych do praktyki klinicznej może w przyszłości umożliwić wcześ-
niejsze wykrywanie AMD, skuteczniejsze monitorowanie progresji choroby oraz optymalizację terapii, stanowiąc istotny krok w kierunku medycyny precyzyjnej w okulistyce.

Oświadczenia

Autorki deklarują brak konfliktu interesów.

Praca nie uzyskała finansowania zewnętrznego.

Zgoda Komisji Bioetycznej nie była wymagana.

Piśmiennictwo