Participación de componentes inmunológicos en la etiopatogenia de la queratopatía climática esferoidea
Involvement of immune components in the etiopathogenia of climatic droplet keratopathy
Arch. alerg. inmunol. clin; 41 (2), 2011
Publication year: 2011
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 (IL1β
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-1β 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-1β, 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-1β 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-1β 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-1β 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-1β, 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-1β and
/ or gelatinases.(AU)