Análisis neurorretiniano y vítreo en nuevos modelos de glaucoma crónico por hipertensión ocular en rata
El glaucoma es una neuropatía óptica multifactorial, caracterizada por una pérdida adquirida y progresiva de las células ganglionares de la retina (CGR), que provoca un daño característico en la cabeza del nervio óptico (NO), originando una alteración irreversible del campo visual. En la actualidad...
| Autores: | , , |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Zaragoza |
| Repositorio: | Zaguán. Repositorio Digital de la Universidad de Zaragoza |
| OAI Identifier: | oai:zaguan.unizar.es:161810 |
| Acceso en línea: | http://zaguan.unizar.es/record/161810 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | oftalmología inmunopatología tecnología médica desarrollo animal |
| Sumario: | El glaucoma es una neuropatía óptica multifactorial, caracterizada por una pérdida adquirida y progresiva de las células ganglionares de la retina (CGR), que provoca un daño característico en la cabeza del nervio óptico (NO), originando una alteración irreversible del campo visual. En la actualidad constituye la primera causa de ceguera irreversible en el mundo desarrollado y la segunda causa de ceguera a nivel mundial. La presión intraocular (PIO) es el principal factor de riesgo para el desarrollo de la neuropatía glaucomatosa. Sin embargo, también se ha observado una neurodegeneración progresiva que no depende de la PIO, la cual ha sido relacionada con una respuesta inmune celular y humoral.<br />Para comprender su patogénesis, se han establecido varios modelos de glaucoma en animales. Sin embargo, en todos estos modelos, el aumento de la PIO es abrupto y/o de corta duración. Varios investigadores han trabajado para simular el glaucoma crónico con el fin de comprender y tratar adecuadamente esta patología. Crear un modelo que produzca un aumento progresivo de la PIO, con degeneración neurorretiniana crónica, podría ser útil para el estudio prospectivo del glaucoma, permitir una evaluación paso a paso de la vía de la neurodegeneración, así como para evaluar la neuroprotección y/o regeneración producida por compuestos neuroprotectores solos o bien a través de dispositivos de administración sostenida. Con este propósito, nuestro grupo de trabajo previamente desarrolló un modelo modificado de glaucoma crónico mediante la inyección intracameral de microesferas biodegradables de ácido poliláctico-co glicólico (PLGA) en los ojos de las ratas que produjo un aumento progresivo y sostenido de PIO con neurodegenración menos agresiva, en comparación con el modelo de esclerosis de venas epiesclerales (EPI), durante 8 semanas de seguimiento.<br /> <br />El primer trabajo de la presente Tesis Doctoral compara el anterior modelo de microesferas biodegradables (Ms20/10) con el modelo EPI para estudiar la degeneración glaucomatosa crónica, esta vez, durante un plazo más largo (6 meses de seguimiento). Para ello, se inyectaron los ojos derechos de ratas Long-Evans para inducir hipertensión ocular (HTO). El 50% recibió una suspensión de Ms20/10 en la cámara anterior a las 0, 2, 4, 8, 12, 16 y 20 semanas (modelo Ms20/10), y el otro 50% recibió inyección esclerosante de vena epiescleral quincenalmente (modelo EPI). Se realizó estudio de signos clínicos oftalmológicos, medición de la PIO, funcionalidad neurorretiniana medida mediante electroretinografía (ERG) y análisis estructural de la retina, capa de fibras nerviosas de la retina (CFNR) y capa de células ganglionares (CCG) mediante tomografía de coherencia óptica (OCT, de sus siglas en inglés Optical Coherence Tomography) y examen de anatomía patológica. Ambos modelos mostraron una degeneración neurorretiniana progresiva y afectación del ojo contralateral. El modelo Ms20/10 mostró un aumento más progresivo en la PIO y una mejor preservación de la superficie ocular. Aunque no se encontraron diferencias estadísticas entre los modelos al final del estudio, el modelo EPI mostró una tendencia a producir mayor grosor retiniano y menor grosor de la CCG, mayor tiempo de latencia y menor amplitud de onda en el estudio de ERG, junto con mayor afectación en histología de la retina. En ambos modelos, mientras que la CCG mostró la mayor pérdida porcentual de grosor, la CFNR mostró la mayor y más temprana tasa de pérdida de espesor. Se concluyó que el modelo intracameral con microesferas biodegradables se asemejaba más a las condiciones observadas en los seres humanos. Además, se obtuvo mediante un mecanismo menos agresivo, lo que permite un estudio adecuado de la patología durante períodos más largos.<br />El ojo ha sido tradicionalmente considerado un órgano inmunoprivilegiado. Esta condición permite mantener un eje visual óptico transparente al prevenir la destrucción neural seguida de reparación, cicatrización y pérdida visual irreversible en caso de lesión. Se trata de un equilibrio complejo del sistema inmune regional basado en un microambiente inmunoinhibitorio basal. En este sentido, múltiples componentes actúan regulando la función y activación de células innatas (monocito-macrófagos) y células adaptativas (respuesta celular y humoral). Y se han reconocido procesos parainflamatorios caracterizados por una inflamación lenta e insidiosa, principalmente con la participación de elementos inmunes innatos, en procesos que anteriormente se consideraban puramente degenerativos, como la degeneración macular asociada a la edad (DMAE), la retinopatía diabética y el glaucoma. <br />Por otro lado, los estudios histológicos son lentos, susceptibles al sesgo humano y no son adecuados para el análisis de grandes bases de datos. En contraste, la OCT es una herramienta tecnológica objetiva, rápida y rentable que permite la adquisición in vivo de imágenes transversales de alta resolución en el orden de micras. En la actualidad, los sistemas OCT de última generación permiten estudiar el vítreo de manera no invasiva en condiciones normales y en procesos inflamatorios agudos y crónicos, siendo también posible evaluar los cambios que ocurren después del tratamiento. Las opacidades vítreas analizadas utilizando OCT pueden proporcionar una correlación rápida con la inflamación ocular vítrea e intrarretiniana, y no requieren ningún factor de corrección para la correlación histológica del vítreo. Además, las mejoras introducidas en los sistemas de OCT también han permitido una evaluación cuantitativa, con el desarrollo de parámetros más complejos como la intensidad de señal vítrea (VIT, de sus siglas en inglés Vitreous signal Intensity). En relación con este parámetro, Keane et al. propusieron que la intensidad relativa VIT/RPE (Epitelio pigmentario de la retina, de sus siglas en inglés Retinal Pigment Epithelium), podría representar un biomarcador objetivo de actividad inflamatoria aguda en pacientes con uveítis, mientras que Korot et al. han relacionado los puntos hiperreflectivos en el vítreo con la parainflamación de la retinopatía diabética con edema macular, correlacionándolo con la progresión de la enfermedad. Y recientemente, nuestro grupo describió por primera vez un aumento en la VIT utilizando OCT después de inducir HTO en un modelo animal de glaucoma crónico. La mayoría de los estudios sobre el glaucoma se han centrado en el análisis neurorretiniano, y muy pocos se han enfocado en el análisis del vítreo. Hasta donde sabemos, el análisis mediante OCT del vítreo no había sido estudiado previamente en situaciones de parainflamación en el glaucoma. <br />Así, el segundo trabajo de la Tesis Doctoral analiza los cambios en la señal del vítreo en ojos de ratas, medidos mediante OCT, en los dos modelos de glaucoma crónico inducidos por HTO generados en el anterior trabajo de la Tesis Doctoral, respecto a controles sanos y diferenciados por sexo, durante 6 meses. El análisis computacional caracteriza las opacidades hiperreflectantes en la interfaz vítreorretiniana y su dinámica en el tiempo mediante cambios en el número, tamaño, intensidad, excentricidad y orientación. El análisis computacional caracterizó in vivo las opacidades hiperreflectantes, identificadas histológicamente como células tipo hialocito Iba-1+ (marcador microglial). Los ojos glaucomatosos mostraron una mayor intensidad y número de opacidades vítreas, así como fluctuaciones dinámicas en el porcentaje de células activadas (50¿250 ¿m2) en comparación con células no activadas (10¿50 ¿m2), células aisladas (10 ¿m2) y complejos (>250 ¿m2). Las opacidades más pequeñas (células aisladas) mostraron la mayor intensidad media (expresión de la maquinaria intracelular), fueron las más redondeadas en etapas tempranas (indicadoras de reclutamiento) y mostraron el mayor cambio en orientación (movilidad). Se concluyó que el estudio de la parainflamación del vítreo podría ser un biomarcador del inicio y la progresión del glaucoma.<br />El tercer trabajo de la Tesis Doctoral compara cuatro modelos animales diferentes de glaucoma crónico con el envejecimiento normal durante 6 meses. El glaucoma crónico fue inducido en 138 ratas Long¿Evans y comparado con 43 ratas sanas de la misma edad: 25 ratas recibieron inyecciones esclerosantes de venas epiesclerales (cohorte EPI) en ojo derecho, mientras que al resto se les inyectó una suspensión de microesferas biodegradables de PLGA en la cámara anterior del ojo derecho: 25 ratas recibieron microesferas no cargadas (cohorte N-L Ms), 45 ratas recibieron microesferas cargadas con dexametasona (cohorte MsDexa), y 43 ratas recibieron microesferas co-cargadas con dexametasona y fibronectina (cohorte MsDexaFibro). Se evaluaron la PIO, la función y estructura neuroretiniana, y la interfaz vítrea. Cada modelo causó diferentes tendencias en la PIO, y produjo daño retiniano y VIT específicos. La cohorte EPI presentó el aumento más marcado y fuerte en la PIO y los modelos de microesferas mostraron una progresión más gradual. La cohorte EPI presentó la VIT más alta y el mayor porcentaje de pérdida en la CCG, la cohorte MsDexa mostró la mayor pérdida en la CFNR, y la cohorte MsDexaFibro presentó la mayor pérdida en el grosor retiniano total. La función disminuyó de manera diferente entre las cohortes. Se concluyó que, utilizando diferentes modelos de microesferas biodegradables, es posible generar una neurodegeneración característica, respaldando la naturaleza multifactorial del glaucoma basada en varios factores nocivos. Entre los factores estudiados, se involucra al sistema inmunitario. La respuesta inmune subclínica desempeña un papel de homeostasis en situaciones fisiológicas, pero en situaciones patológicas pueden producirse desequilibrios, y la OCT es una herramienta capaz de detectar células inmunes en el vítreo como opacidades hiperreflectantes. <br />En el cuarto y último trabajo de la Tesis Doctoral se monitorizan los cambios de la inmunidad en el vítreo, esta vez, en dos modelos animales anteriores de glaucoma inducido por esteroides (SIG, de sus siglas en inglés Steroid-induced glaucoma) creados con sistemas de administración de fármacos (microesferas cargadas con dexametasona y dexametasona/fibronectina), comparando ambos sexos y con controles sanos durante seis meses. Los ojos con SIG tendieron a presentar una mayor intensidad y un mayor número de opacidades vítreas, con fluctuaciones dinámicas en el porcentaje de células aisladas (10 ¿m2), células no activadas (10¿50 ¿m2), células activadas (50¿250 ¿m2) y complejos celulares (>250 ¿m2), respecto a los animales sanos. Ambos modelos SIG presentaron un perfil antiinflamatorio, con las células no activadas siendo la población más grande en este estudio. Sin embargo y coincidiendo con el segundo trabajo, las opacidades más pequeñas (células aisladas) parecían ser las primeras en responder a la noxa, ya que fueron las más redondeadas (indicador de reclutamiento), coincidiendo con el aumento máximo de la PIO, y mostraron la mayor intensidad media (expresión de la maquinaria intracelular), y un cambio importante en la orientación (movilidad). Se reiteró que estudiar las características de las opacidades hiperreflectantes en el vítreo mediante OCT podría ser un biomarcador útil del glaucoma.<br />De esta forma, las mejoras tecnológicas descritas, junto con los recientes estudios publicados, abren nuevas posibilidades para la OCT como biomarcador de inflamación en diversas patologías, incluyendo el análisis del vítreo. En el caso del glaucoma, podría facilitar un diagnóstico más temprano de la enfermedad al servir como biomarcador antes de la pérdida de CGR, siendo potencialmente más precoz que la detección del adelgazamiento de la retina y la alteración del campo visual, que son los parámetros utilizados actualmente para la monitorización de la progresión del glaucoma. Además, este enfoque podría sentar las bases para un nuevo manejo práctico del glaucoma mediante terapias reguladoras de la inmunidad, detectando incrementos inflamatorios de manera no invasiva y sin necesidad de contrastes, e incluso permitir la monitorización de tratamientos intravítreos. <br /> |
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