Estudio de la frecuencia de parpadeo y evaluación de la película lagrimal en superficie ocular de cobayos / Eye blinking frequency studies and tear film evaluation in guinea pig's ocular surface

OBJETVOS: La Queratopatía Climática Esferoidea (QCE) es una enfermedad degenerativa de la córnea humana caracterizada por la agregación de proteínas bajo el epitelio y una progresiva opacidad corneal, causada por condiciones ambientales desfavorables. Si bien esta patología fue descripta por primera vez hace más de cien años, en la actualidad no existe un modelo experimental de QCE que permita avanzar en el conocimiento de la etiopatogenia de la misma para plantear posibles tratamientos. En el intento por desarrollar este modelo en cobayos y debido a la escasa bibliografía disponible que describa la anatomía, fisiología y superficie ocular de estos animales, realizamos diferentes tests fisiológicos de superficie ocular en cobayos y lo compararemos con el humano. MÉTODOS: Para estos estudios se utilizaron 15 cobayos. Se realizaron videograbaciones de los mismos en un ambiente de tranquilidad y bajo ciertos estímulos para estudiar la dinámica de parpadeo y sueño. Con el fin de analizar la producción y la estabilidad del film lagrimal, se realizaron test de Schirmer, medición de la altura del menisco lagrimal inferior por OCT visante y tiempo de ruptura precorneal (TRP) respectivamente. RESULTADOS: El cobayo parpadea de forma completa y parcial, siendo más frecuente ésta última modalidad. La frecuencia y tipo de parpadeos/ minuto fue: Total= 2.35± 0.87; completos= 0.68±0.43; parciales=1.49±0.75. Su frecuencia de parpadeo es 5 veces menor que en humanos. La respuesta palpebral frente a diferentes estímulos externos fue escasa. Los cobayos no poseen hábitos nocturnos como muchos roedores y duermen por cortos períodos. A menudo no cierran completamente los ojos. Test de Schirmer cobayos: 8.14±1.86 mm/5 min (Humanos: 11.9 ± 6.79 mm/5 min). Altura menisco inferior cobayos: 0,206 ± 0,059 mm (Humanos: 0,277 ± 0,033 mm). TRP cobayos: 2-3 min. (Humanos: 10-15 seg). CONCLUSIONES: Los resultados obtenidos muestran que el cobayo, a diferencia de humanos, tiene una frecuencia de parpadeo menor. A su vez, esto se puede correlacionar con una producción de lágrima disminuida (objetivada con Test de Schirmer) y una mayor estabilidad de la película lagrimal, como lo evidencia el prolongado TRP. (AU)

PURPOSE: Climatic spheroidal keratophaty (CSK), also known as climatic droplet keratopathy (CDK), is a degenerative human corneal disease characterized by protein aggregation under the corneal epithelium that leads to a progressive corneal opacity. Of unknown etiology, it is related to harsh environmental conditions. Although CSK was described many years ago and no experimental model of the disease is still available, we perform different physiological test on the guinea pig´s ocular surface and compare the results with human parameters. METHODS: 15 guinea pigs were used for this study. Video recordings of their behavior in a quiet environment and under certain stimulus were performed to study the blinking and sleeping dynamic. Test de Schirmer, Inferior tear meniscus height measurement, Break up time (BUT) test were performed, with the aim of analyze the tear film production and stability. RESULTS: The guinea pig blinks in both a complete and a partial way, being more frequent the last one. The blink type and frequency were: Total = 2.35± 0.87; complete= 0.68±0.43; partial=1.49±0.75. The blink frequency is 5 times smaller than in humans. The eyelid response against different external stimuli was poor. The night habits of this animals were different compared with other rodents, they sleep for a short periods of time. They often do not close their eyes completely. Schirmer test in guinea pigs was 8.14±1.86 mm/5 min (humans: 11.9 ± 6.79 mm/5 min). Inferior tear meniscus height measurement in guinea pigs was 0,206 ± 0,059 mm (humans: 0,277 ± 0,033 mm). BUT in Guinea Pig: 2-3 min. (Humans: 10-15 seg). CONCLUSIONS: Guinea Pigs have a short blink frequency unlike humans, a decreased tear production, and an increased tear film stability. (AU)

Bevacizumab intravítreo como tratamiento de maculopatías miópicas neovasculares / Intravitreal bevacizumab for neovascular myopic maculopathy

INTRODUCCIÓN: La miopía patológica es una causa importante de pérdida de visión irreversible y es la cuarta a novena causa más frecuente de ceguera en el mundo. Es también conocida como miopía alta, degenerativa o maligna; condición en la que los individuos tienen una longitud axial superior a 25,5 - 26,5mm, y/o un error de refracción de por lo menos -5.0 dioptrías, acompañado por cambios patológicos. La neovascularización coroidea (NVC) asociada a miopía patológica puede resultar en la pérdida significativa de la visión y/o la ceguera. La NVC suele ser subfoveal y es una importante complicación, desarrollándose en aproximadamente 5-10% de ojos con miopía patológica. De manera similar que en otras enfermedades maculares asociadas a NVC, se ha encontrado un aumento del nivel del factor de crecimiento de endotelial (VEGF) en NVC miópicas, y por lo tanto, la terapia anti-VEGF sería útil. Desde la introducción en oftalmología de agentes anti factor de crecimiento de endotelial (anti-VEGF), el tratamiento anti-angiogénico con antiVEGF intravítreo se ha convertido en el tratamiento de primera línea para la NVC miópica. El bevacizumab es un anticuerpo monoclonal humano, anti factor de crecimiento endotelial (anti-VEGF), que inhibe la proliferación de nuevas células endoteliales produciendo un bloqueo de la fosforilación de las uniones estrechas (tight junctions) de las mismas. Este mecanismo produciría una mejoría anatómica-funcional en los pacientes e impediría una de las complicaciones más importantes de esta patología como lo es la neovascularización. OBJETIVO: Evaluar la eficacia de bevacizumab intravítreo (Avastin ®™) como tratamiento de la neovascularización coroidea (NVC) en miopías patológicas. PACIENTES Y MÉTODOS: Se evaluaron retrospectivamente 22 pacientes con diagnóstico de maculopatía miópica neovascular tratados mediante inyección intravítrea de bevacizumab, con un seguimiento mínimo de 12 meses. La agudeza visual se evaluó mediante tabla de Snellen y se convirtió en unidades LogMAR. El espesor macular se evaluó mediante tomografía de coherencia óptica (OCT). Las variables cuantitativas se analizaron mediante medidas de tendencia central, dispersión y forma. Los cambios en la agudeza visual se calcularon utilizando la prueba de Wilcoxon para variables apareadas y con la prueba de Mann Whitney para comparar variables independientes. Las diferencias entre variables continuas con distribución normal y de muestras independientes fueron calculadas mediante la prueba T de Student. RESULTADO: Se estudiaron 22 pacientes con diagnóstico de maculopatía miópica neovascular, cuya edad promedio fue de 59,68 (de 11,75; rango 34,00 ­ 85,00), de los cuales 7 (31,8%) fueron hombres y 15 (68,2%) fueron mujeres. El tiempo de seguimiento fue de 12 meses. El tiempo promedio transcurrido entre el comienzo de los síntomas y el inicio del tratamiento fue 38,68 (de 34,63) días. El 68,2% (15) de los pacientes consultaron por disminución brusca de la agudeza visual del ojo afectado y 31,8% (7) consultaron por metamorfopsias. Todos los pacientes presentaron miopía patológica (> 5.0 dioptrías). La cantidad total de inyecciones durante el seguimiento tuvo una media de 4,27 (DE 1.86; Rango 2,00 ­ 9,00), con un máximo de 9 inyecciones y un mínimo de 2 inyecciones. Durante los primeros 6 meses se realizaron la mayor parte de las inyecciones con una media de 3,36 (DE 1,22; Rango 1,00 ­ 6,00). La mediana de la AV al momento del tratamiento fue de 1,00 (P25-75=0,40-1,00). Al analizar la totalidad de los pacientes se encontró que existe una diferencia significativa al comparar las agudezas visuales previas al tratamiento y a los 12 meses de tratamiento (p=<0.0001). La mejoría franca de la AV se observó entre el primer mes (mediana= 1.00 RIQ= 0,6) y los 3 meses de tratamiento (mediana= 0,60 RIQ= 0,6) (p= 0,0002), mientras que no hubo diferencias significativas en la variación de la AV más allá de los 3 meses de seguimiento (p= 0,09). Al estudiar los espesores maculares antes del tratamiento, encontramos una mediana de 290 (RIQ=105); mientras que a los 12 meses de seguimiento fue de 269,50 (RIQ= 91). Teniendo en cuenta el total de los pacientes estudiados, no hubo diferencias significativas en el análisis del espesor macular medido por OCT antes y después del tratamiento (p=0,8812). CONCLUSIONES: El bevacizumab fue eficaz en el tratamiento de la maculopatía miópica, si bien no se encontraron diferencias significativas en la variación del espesor macular. En nuestra serie no hubo complicaciones oculares ni sistémicas vinculadas al tratamiento. (AU)

BACKGROUND: Pathological myopia is observed in about 2% of the general population. Submacular choroidal neovascularization is a leading cause of severe visual loss and blindness in eyes with pathological myopia, affecting 4-11% of those eyes. PURPOSE: Our aim is to evaluate the efficacy and safety of intravitreal bevacizumab in the treatment of neovascular myopic maculopathy (NMM). PATIENTS AND METHODS: 22 nonpreviously treated eyes of 22 consecutive patients with NMM. were reated with monthly intravitreal injections of bevacizumab and followed up for 12 months. Changes in BCVA and central macular thickness were evaluated at 12 months of follow-up. Snellen best-corrected visual acuity (BCVA) was converted into LogMAR units. Mean central macular thickness was obtained by means of spectral domain optical coherence tomography (SP-OCT). Quantitative variables were analyzed with central tendency, dispersion and shape. Changes in BCVA were calculated with Wilcoxon test in paired variables. Mann Whitney test was used to compare independent variables. Differences between continuous variables with normal distribution and independent samples were calculated with the Student T test. Main outcome measures: Changes in BCVA and central macular thickness at12 months of follow-up. RESULTS: Mean age was 54.45 (SD 12.30; r= 28.00 ­ 79.00); 7 patients (31.8%) were male and 15 (68.2%) female. Mean spherical equivalent refractive error was -10.89±4.13 (r= 7.00 to -21,00) Mean time elapsed between initial symptoms and the beginning of treatment was 38.68 (SD34.63) days. Patients received a mean of 4.27 (SD 1.86; r=2.00 to 9.00) injections. Most injections were performed during the first 6 months of treatment (mean 3.36 months; SD 1.22; r=1.00 to 6.00). Median BCVA at baseline was 1.00 (P25-75=0.40-1.00) and at 12 months 0.45 (P25-75=0.30- 0.70) (p<0.0001). Significant visual improvement was observed between the first (median=1.00, IQR= 0.6) and the third month of treatment (median=0.60, IQR=0.6) (p=0.0002), with no further significant improvement (p=0.09). No ocular or systemic side effects attributable to treatment were observed. When comparing patients 55 years old or younger with those older, and between both genders, all individuals improved, although not significantly (Mann Whitney for age P=0.1765; gender P=3454). No significant improvement in macular thickness was observed (pretreatment median thickness 290 microns, IQR=105; month 12 post-treatment median thickness 269.5 microns, IQR=91) (P=0.8812). CONCLUSIONS: Bevacizumab was effective and safe in our series of myopic patients with neovascular maculopathy, and visual gain remained stable during follow-up. (AU)

Effects produced by different types of laser in cornea of Guinea pigs: Identification of a laser capable of producing superficial lesions without leaving scars.

PURPOSE: Climatic droplets keratopathy (CDK) is closely associated with superficial corneal erosions and lack of protective mechanisms against the harmful effects of ultraviolet radiation (UVR) during a prolonged period of time. One of the difficulties in studying the pathogenic mechanisms involved in this human disease is the lack of an experimental animal model. In this paper, a study is conducted on the effects of 4 types of lasers at various powers and time conditions on the normal guinea pig corneas in order to select only one laser condition that reversibly injures the epithelium and superficial stroma, without leaving scarring. METHODS: Damage was induced in the cornea of Guinea pigs using different powers and exposure times of 4 types of laser: argon, CO2, diode and Nd-Yag, and any injuries were evaluated by biomicroscopy (BM) and optical microscopy. Corneas from other normal animals were exposed to argon laser (350 mW, 0.3s, 50 µm of diameter), and the induced alterations were studied at different times using BM, optical coherence tomography (OCT) and transmission electron microscopy (TEM). RESULTS: Only argon laser at 350 mW, 0.3s, 50 µm of diameter produced epithelium and superficial stroma lesions. Some leukomas were observed by BM, and they disappeared by day 15. Corneal thickness measured by OCT decreased in the eyes treated with argon laser during the first week. Using TEM, different ultra structural alterations in corneal epithelium and stroma were observed during the early days, which disappeared by day 15. CONCLUSIONS: It was possible to develop reproducible corneal epithelium and anterior stroma injuries using Argon laser at 350 mW, 0.3s, 50 µm of diameter. In vivo and in vitro studies showed that injured corneas with these laser conditions did not leave irreversible microscopic or ultra structural alterations. This protocol of corneal erosion combined with exposure to UVR and partial deficiency of ascorbate in the diets of the animals for an extended period of time has been used in order to try to develop an experimental model of CDK.

On the Cornea of Healthy Merino Sheep: A Detailed Ex Vivo Confocal, Histological and Ultrastructural Study.

Our study performed qualitative and quantitative studies on the corneal ultrastructure of healthy female Merino sheep of ages 4 months and 6 years old from the Argentinean Pampa. The corneas were evaluated using ex vivo laser-scanning confocal microscopy, light microscopy and transmission electron microscopy. Those studies allowed us to obtain detailed images of the corneal layers as well as quantitative data of the cellular and sub-basal nerve densities in the cornea from sheep of different ages. The density of the corneal cells was significantly different in the anterior versus the posterior epithelium and stroma. Moreover, the density of the epithelial, stromal cells and endothelial cells, as well as the sub-basal nerve density were significantly lower in adult than in young animals. Our work provided a wide-ranging description of the corneal ultrastructure of healthy female Merino sheep, which adds to the current knowledge about the ophthalmological aspects of this species and undoubtedly benefits veterinarians.

Participación de componentes inmunológicos en la etiopatogenia de la queratopatía climática esferoidea / Involvement of immune components in the etiopathogenia of climatic droplet keratopathy

Objetivo. Investigar si componentes de la inmunidad innata están involucrados en la iniciación/perpetuación de las anormalidades estructurales observadas en la capa de Bowman y el estroma superficial de la córnea de pacientes con queratopatía climática esferoidea (QCE). Materiales y métodos. En el estudio participaron 8 pacientes con QCE y 12 individuos sanos del Departamento El Cuy, Provincia de Río Negro, y 10 individuos sanos de la ciudad de Córdoba. Todos ellos, luego de firmar el consentimiento informado, recibieron un examen oftalmológico completo y se recolectaron muestras de lágrima para estudiar las concentraciones de diferentes citocinas, niveles y formas de metaloproteinasas de matriz (MMPs), y el inhibidor natural de MMPs (TIMP-1). Se realizó microscopía confocal in vivo (MCF) en algunos pacientes y controles. Biopsias de córneas provenientes de pacientes que fueron tratados con queratoplastia penetrante también fueron estudiadas mediante inmunohistoquímica (IHQ). Resultados. Los resultados de MCF indicaron claramente una progresión en la cantidad de depósitos a nivel subepitelial, a medida que la enfermedad avanza. El daño progresivo de las fibras nerviosas sub basales y estromales en los estadios 2 y 3 se correlaciona con pérdida de la sensibilidad corneal. Además de estas alteraciones, observamos que el número de células dendríticas (CD) en el limbo corneal aumentó significativamente a medida que la QCE progresa. En lágrimas de pacientes con QCE se detectaron concentraciones significativamente superiores de citocinas proinflamatorias (IL1ß e IL-8) que en individuos controles (p<0,005). No se halló IL-2, IL-17, IL-4, IL-13 ni IL-10 en pacientes y ni controles. Las actividades de gelatinasas (MMP-9 y -2) fueron significativamente mayores en QCE que en los controles (p<0,001), mientras que los niveles de TIMP-1 fueron significativamente menores en los pacientes (p<0,05). La concentración de MMP-8 fue mayor en controles pero los niveles de esta colagenasa-2 fueron 30 veces superiores, tanto en QCE como controles, con respecto a los valores de los individuos de un centro urbano. Mediante IHC observamos reactividad para MMP-9 en la mayoría de las células epiteliales, solamente en córneas con QCE. Conclusión. Demostramos un rol protagónico del eje citocinas proinflamatorias - gela-tinasas en el desarrollo de la QCE. Los altos niveles de IL-1ß e IL-8 en lágrimas de pacientes facilitan la producción de MMP-8 y gelatinasas, y los efectos de las mismas se exacerban, ya que los pacientes tienen bajos niveles de sus inhibidores naturales (TIMP-1). La MMP-9, además de degradar componentes de la matriz extracelular, cataliza la activación postranscripcional de IL-1ß, potenciando el proceso inflamatorio. Estos resultados son los primeros en explicar mecanismos inmunológicos involucrados en la etiopatogénesis de la QCE y aportan nuevas alternativas para el desarrollo de terapias preventivas utilizando inhibidores de IL-1ß y/o gelatinasas(AU)

Objective. To investigate whether components of innate immunity are involved in the initiation / perpetuation of the structural abnormalities observed in Bowman's layer and superficial stroma of the córnea of patients with Climatic droplet keratopathy (CDK). Materials and Methods. The study included 8 CDK patients and 12 healthy individuals from Department El Cuy, Province of Río Negro, and 10 healthy subjects from the city of Córdoba. All of them, after signing informed consent, received a thorough eye exam and tear samples were collected to study the concentrations of different cytokines, and levels and forms of matrix metalloproteinases (MMPs) and their natural inhibitor (TIMP-1). In vivo confocal microscopy (CFM) was performed in some patients and controls. Corneal biopsies from CDK patients treated with penetrating keratoplasty were also studied by immunohistochemistry (IHC). Results. CFM results clearly indicated a progression in the amount of deposits at corneal sub epithelial level as the disease progresses. The progressive damage in the nerve plexus in stages 2 and 3 correlated with a loss of corneal sensitivity. In addition to these alterations, we observed that the number of dendritic cells (DC) in the limbus increased significantly as the disease progresses.In tears of patients with CDK we detected significantly higher concentrations of pro-inflammatory cytokines (IL-1ß and IL-8) than in control subjects (p < 0.005). We found no IL-2, IL-17, IL-4, IL-13 and IL-10 in patients and controls. The activities of gelatinases (MMP-9 and -2) were significantly higher in CDK than in controls (p < 0.001), while TIMP-1 levels were significantly lower in patients (p < 0.05). The concentration of MMP-8 was higher in controls, but levels of this collagenase-2 were 30 times higher, both in CDK and controls, with respect to MMP-8 values of individuals inhabiting an urban area. By IHC we observed reactivity for MMP-9 in most epithelial cells only in CDK corneas. Conclussion. We demonstrated a key role of the axis pro-inflammatory cytokines ­ gelatinases in the development of CDK. High levels of IL-1ß and IL-8 in tears of patients facilitate the production of MMP-8 and gelatinases, and the effects of these molecules are exacerbated because patients have low levels of their natural inhibitors (TIMP-1). Since MMP-9 besides degrading extracellular matrix components, catalyzes the post translational activation of IL-1ß, the inflammatory process is fuelled. These results are the first to explain immunological mechanisms involved in the pathogenesis of the QCE and provide new alternatives for the development of preventive therapies using inhibitors of IL-1ß and / or gelatinases.(AU)