Effects of benzalkonium chloride and cyclosporine applied topically to rabbit conjunctiva: a histomorphometric study / Efeitos do uso tópico do conservante cloreto de benzalcônio e ciclosporina na conjuntiva de coelhos: estudo histomorfométrico

ABSTRACT Purpose: Chronic instillation of benzalkonium chloride, a preservative, has inflammatory effects on the ocular surface. However, addition of the anti-inflammatory agent cyclosporine to a therapeutic protocol may mitigate these effects. This study compared the toxic effects of a 0.1% benzalkonium chloride solution and the possible protective effect of 0.05% cyclosporine when applied topically to the rabbit conjunctiva. Methods: Fifteen age- and weight-matched, female New Zealand white rabbits were categorized into three groups and treated for 30 consecutive days. Group 1, 2, and 3 - benzalkonium chloride received 0.1% every 24 h, 0.05% cyclosporine every 6 h, and both treatments, respectively. In each rabbit, the left eye was subjected to treatment and the right eye was a control. The rabbits were euthanized at after the experiment. Goblet cells and blood vessels were then enumerated in conjunctival tissues stained with periodic acid-Schiff and hematoxylin-eosin, respectively. Differences between treated and untreated eyes and between groups were compared using the t-test and analysis of variance. Results: Benzalkonium chloride treatment, with and without cyclosporine, significantly reduced (p≤0.05) in the number of goblet cells in treatment eyes compared with that in respective control eyes. Alternatively, adding cyclosporine to benzalkonium chloride did not prevent the loss of conjunctival goblet cells, and a significant reduction in the number of goblet cells was noted. Benzalkonium chloride-induced significant increase in the number of new blood vessels was mitigated significantly by the addition of cyclosporine. Conclusion: This study demonstrated the magnitude of conjunctival injury caused by chronic instillation of benzalkonium chloride. Although cyclosporine did not mitigate the effects on goblet cells, its addition minimized inflammatory angiogenesis induced by benzalkonium chloride.

RESUMO Objetivo: A instilação crônica de cloreto de benzal­cônio, um conservante, tem efeitos inflamatórios na superfície ocular. No entanto, a adição do agente anti-inflamatório ciclosporina a um protocolo terapêutico pode atenuar esses efeitos. Este estudo comparou os efeitos tóxicos de uma solução de cloreto de benzalcônio a 0,1% e o possível efeito protetor de ciclosporina a 0,05% quando aplicado topicamente à conjuntiva de coelho. Métodos: Quinze coelhos fêmeas brancos da raça Nova Zelândia, pareados por idade e peso, foram categorizados em três grupos e tratados por 30 dias consecutivos. Os grupos 1, 2 e 3 - receberam cloreto de benzalcônio 0,1% a cada 24h, ciclosporina a 0,005% a cada 6h e ambos os tratamentos, respectivamente. Em cada coelho, o olho esquerdo foi submetido a tratamento e o olho direito foi controle. Os coelhos foram submetidos à eutanásia após o experimento. Células caliciformes e vasos sanguíneos foram então enumerados em tecidos conjuntivais corados com ácido periódico-Schiff e hematoxilina-eosina, respectivamente. As diferenças entre os olhos tratados e não tratados e entre os grupos foram comparadas usando o teste t e análise de variância. Resultados: O tratamento com cloreto de benzalcônio, com e sem ciclosporina, reduziu significativamente (p£0,05) o número de células caliciformes nos olhos tratados em comparação com os olhos controle correspondentes. Alternativamente, a adição de ciclosporina ao cloreto de benzalcônio não impediu a perda de células caliciformes conjuntivais, e foi observada uma redução significativa no número de células caliciformes. O aumento significativo induzido pelo cloreto de benzalcônio no número de novos vasos sanguíneos foi significativamente mitigado pela adição da ciclosporina. Conclusão: Este estudo demonstrou a magnitude da lesão conjuntival resultante da instilação crônica de cloreto de benzalcônio. Embora a ciclosporina não tenha atenuado os efeitos nas células caliciformes, sua adição minimizou a angiogênese inflamatória induzida pelo cloreto de benzalcônio.

A new experimental model of intrinsic denervation in ileum from wistar rats through intramural microinjections of benzalkonium chloride / Um novo modelo experimental de desnervação intrínseca em íleo de ratos wistar através de micro injeções intramurais de cloreto de benzalcônio

Extensive literature is available about the intrinsic denervation of segments of the digestive tube through the application of CB in the serosa of the viscera. However, this technique has some disadvantages like causing peritonitis, flanges and high mortality, limiting its use in humans. The aim of the present study was to evaluate the feasibility of benzalkonium chloride (CB) to induce intrinsic chemical denervation, through applications of CB in the intramural ileum of wistar rats, as well as deepen the knowledge about the evolution of neuronal injury caused in the process. We used 40 rats, divided into two groups (control-GC and benzalkonium-GB) of 20 animals each, divided into four sub-groups according to the time of postoperative assessment of 24, 48 hours, 30 and 90 days. The animals were submitted to intramural microinjections of sterile saline solution 0.9% (GC) or benzalkonium chloride (GB) in ileal portion, and subsequent histopathological analysis and immunohistochemistry for evaluation of neuronal injury. A significant decrease (p<0.05) was found of the neuronal myenteric count over time in groups, GB3, GB4 and GB2. The specific positive immunolabeling for H2AX and Caspase-3 confirmed the results obtained in the histopathological evaluation, denoting the ignition of irreversible cell injury in 24 hours, evolving into neuronal apoptosis in 48 hours after application of the CB 0.3%. Under the conditions in which this work was conducted, it can be concluded that the application of CB 0.3% by means of microinjections intramural in the ileal wall is able to induce intrinsic chemical denervation of the diverticulum of wistar rats and that the main mechanism of neuronal death is induction of apoptosis.(AU)

Existe vasta literatura sobre a desnervação intrínseca de segmentos do tubo digestório através da aplicação de CB na serosa da víscera. Entretanto, essa técnica tem a desvantagem de causar peritonite, formação de bridas e alta mortalidade, não sendo factível para eventuais utilizações em humanos. O objetivo do presente estudo foi avaliar a viabilidade do Cloreto de benzalcônio (CB) induzir desnervação química intrínseca, por meio de aplicações intramurais em íleo de ratos wistar, além de aprofundar o conhecimento sobre a evolução da lesão neuronal causada neste processo. Foram utilizados 40 ratos, distribuídos em dois grupos (controle- GC e benzalcônio- GB) de 20 animais cada, subdivididos em quatro subgrupos de acordo com o tempo de avaliação pós-operatória de 24, 48 horas, 30 e 90 dias. Os animais foram submetidos à microinjeções intramurais de solução salina estéril 0,9% (GC) ou de cloreto de benzalcônio (GB) em porção ileal, e posterior análise histopatológica e imuno-histoquímica, para avaliação da lesão neuronal. Houve diminuição significativa (p<0,05) na contagem neuronal mientérica ao longo do tempo nos grupos GB2, GB3 e GB4. A imunomarcação específica positiva para H2AX e Caspase-3 confirmou os resultados obtidos na avaliação histopatológica, denotando início da lesão celular irreversível em 24 horas, evoluindo para apoptose neuronal em 48 horas após a aplicação do CB 0,3%. Nas condições em que este trabalho foi conduzido, é possível concluir que a aplicação de CB 0,3% por meio de microinjeções intramurais na parede ileal é capaz de induzir desnervação química intrínseca da porção ileal de ratos wistar e que o principal mecanismo de morte neuronal é a indução de apoptose.(AU)