Ceratocone, crosslinking e fatores moduladores da biomecânica da córnea

• Autor(a) principal: Torres Netto, Emilio De Almeida [UNIFESP]
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFESP
• Texto Completo: https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=11174348; https://repositorio.unifesp.br/11600/68310
• topic: Córnea; Oftalmologia; Ceratocone; Crosslinking; Prevalência; Cornea; Ophthalmology; Keratoconus; Crosslinking; Prevalence

Objetivos Esta tese tem como objetivo apresentar novas perspectivas envolvendo as propriedades biomecânicas da córnea e otimizar a aplicação do crosslinking (CXL) de córnea no tratamento do ceratocone (KC). Como objetivos secundários, procurou-se: 1. Estimar prevalência do ceratocone em uma população pediátrica; 2. Estabelecer forças mecânicas que pacientes com ceratocone aplicam às suas pálpebras durante o ato de coçar/esfregar os olhos; 3. Descrever a primeira associação de progressão tardia de ceratocone após terapia com regulador estrogênico; 4. Comparar aberrações de ordem alta ordem em olhos com ceratocone usando os sistemas de Scheimpflug e duplo Scheimpflug associado a Plácido; 5. Avaliar as características biomecânicas da córnea humana e estudar o papel da camada de Bowman com elastografia de coerência óptica; 6. Estudar se a camada de Bowman contribui para propriedades biomecânicas da córnea de maneira clinicamente significativa; 7. Estimar o impacto biomecânico do CXL transepitelial assistido por iontoforese (I-CXL); 8. Ressaltar a importância dos fatores moduladores do CXL, especialmente dos protocolos transepiteliais; 9. Comparar resultados funcionais do CXL utilizando tratamento padrão, acelerado e com fluência aumentada; 10. Desenvolver e avaliar inédito algoritmo de CXL para tratar córneas ultrafinas; 11. Investigar genes-alvo e identificar vias moleculares que possam estar relacionadas à estabilidade biomecânica após CXL. Métodos A seguir, metodologia correspondente de cada estudo. 1. Estudo prospectivo, observacional e multicêntrico, que coletou dados de pacientes pediátricos utilizando um sistema de tomografia rotacional Scheimpflug; 2. Pacientes com diagnóstico clínico e topográfico de KC foram solicitados prospectivamente a executar seu movimento individual de fricção ocular em uma balança de alta precisão. O tipo de movimento e a força aplicada, representada em newtons (N), foram registrados e analisados. 3. Descrever associação de progressão tardia do ceratocone após início do tratamento para endometriose usando regulador de atividade do estrogênio com tibolona. 4. Pacientes com ceratocone foram avaliados sequencialmente pelos dispositivos Scheimpflug e duplo Scheimpflug–Plácido. Foram analisadas diferenças, correlações e concordância entre aberrações de alta ordem (HOAs). 5. Botões de doadores de córnea humana tiveram a membrana de Descemet e o endotélio removidos. Em algumas córneas, a camada de Bowman foi removida por uma ablação a excimer laser 20 μm. Tomografia de coerência óptica foi realizada e os deslocamentos foram analisados por rastreamento óptico de fluxo (Elastografia de coerência óptica quase-estática (OCE)). 6. Córneas humanas obtidas após remoção endotelial para ceratoplastia endotelial de membrana de Descemet (DMEK). Em algumas córneas, a camada de Bowman foi removida por uma ablação a excimer laser 20 μm. Uma lamela anterior de 110 μm de espessura foi obtida e em seguida, propriedades biomecânicas foram analisadas por extensometria de tensãodeformação bidimensional. 7. Córneas porcinas foram divididas em 7 grupos e analisadas: os grupos 1, 2 e 3 receberam CXL padrão com remoção epitelial (S-CXL) e 30 minutos de irradiação com UV-A a 3mW/cm2, 10 minutos a 9mW/cm2, ou não foram irradiados (controles). Os grupos 4, 5, 6 e 7 receberam I-CXL por 60 minutos a 1,5mW/cm2, 30 minutos a 3mW/cm2, 10 minutos a 9 mW/cm2 ou não foram irradiados (controles). Propriedades biomecânicas foram analisadas por extensometria de tensão-deformação unidimensional. 8. Revisão e esclarecimentos sobre a eficiência estimada dos procedimentos de crosslinking, principalmente durante protocolos de CXL transepiteliais. 9. CXL foi realizado usando três protocolos com remoção epitelial: Dresden (3mW/cm2 por 30 minutos), acelerado com fluência total equivalente (9mW/cm2 por 10 minutos) e acelerado com aumento da fluência total (30mW/cm2 por 4 minutos). Medições de eficácia foram avaliadas 12 meses após o tratamento com imagens de Scheimpflug e dados clínicos. 10. Foram incluídos olhos com ceratocone e espessuras estromais inferiores a 400 µm. Com o algoritmo ‘sub400’, córneas ultrafinas foram tratadas com CXL individualizado usando adaptação da fluência de UV-A individualizada. O estudo avaliou eficiência do novo tratamento em interromper a progressão do ceratocone. 11. Córneas de coelhos foram analisadas com transcriptoma da córnea através do sequenciamento de cDNA (RNA-seq) antes ou após tratamentos diversos de CXL. Os resultados são apresentados na mesma ordem. 1. Foram avaliados 522 pacientes (1044 olhos) na Arábia Saudita, com idade média de 16,8 ± 4,2 anos. A concordância de diagnostico entre examinadores foi de 0,81 (quase perfeita, de acordo com coeficiente de kappa Cohen), com discrepância em apenas nove casos. Prevalência final de KC de 4,79% (IC95% 2,96 a 6,62) ou 1:21 indivíduos. 2. Três tipos diferentes de esfregar os olhos foram detectados. A fricção com a ponta do dedo foi mais frequente (51%), seguida da fricção com a epífise da articulação interfalangeana proximal (44%) e fricção com a unha (6%). Forças médias aplicadas foram diferentes: fricção com a articulação (saliência óssea) dos dedos aplicou significativamente mais força (9,6 ± 6,3N) nas pálpebras do que com ponta dos dedos (4,3 ± 3,1N) ou unha (2,6 ± 3,3N) (p <0,001 e p = 0,016, respectivamente). 3. Progressão bilateral excessiva e tardia do ceratocone ocorreu em olhos previamente estáveis em paciente de 49 anos de idade após terapia com regulador seletivo da atividade estrogênica tecidual (STEAR). 4. Cinqüenta olhos de 50 pacientes foram avaliados. Trefoil, aberração esférica e RMS total foram significativamente diferentes entre os grupos (P <0,05). 5. A distribuição vertical da tensão da córnea foi negativa na córnea anterior e positiva na córnea posterior, indicando compressão e expansão simultânea da córnea, respectivamente. A camada de Bowman causou pequenas diferenças localizadas na distribuição da tensão da córnea. 6. Não foram observadas diferenças significativas entre os flaps com ou sem a camada de Bowman no módulo elástico, nem durante o pré-condicionamento (874±70 vs 937±106 kPa, p=0.086), nem em testes destrutivos até a ruptura (1.03±0.14 vs 1.17±0.14 MPa, p=0.080). 7. Nos grupos I-CXL, apenas irradiação de 1,5 mW/cm2 por 60 minutos (grupo 4) mostrou um efeito de enrijecimento biomecânico significativo. Todos os grupos S-CXL proporcionaram um efeito significativamente maior que o I-CXL. 8. Além da riboflavina e luz UV-A, oxigênio é o terceiro e fundamental elemento para a realização de crosslinking, e deve ser levado em conta em procedimentos transepiteliais. 9. O Protocolo Dresden atingiu maiores mudanças no índice de variância da superfície (IVS), índice de assimetria vertical (IVA), índice de ceratocone (KI) e índice de regularização em comparação com demais protocolos de tratamento. Não houveram outras diferenças entre os protocolos. 10. Novo algoritmo para realização de CXL individualizado ‘sub400’ interrompeu progressão do ceratocone em 90% dos olhos avaliados Nenhum olho mostrou sinais de descompensação endotelial e não foram encontradas alterações significativas de CDVA ou dados refracionais. 11. Um total de 297 genes transcritos diferencialmente foram identificados após o tratamento com CXL. Em 9,1% dos genes significativamente diferentes, o CXL padrão induziu uma alteração mais distinta na transcrição de genes do que os protocolos acelerados. Conclusões Em seguida, conclusões alcançadas em cada um dos objetivos propostos. 1. A prevalência de KC em população pediátrica é consideravelmente superior a números relatados em estudos anteriores e em estudos similares em outros países. 2. Existe grande variação na força exercida nas pálpebras, dependendo do tipo de movimento ao esfregar os olhos. Tais dados são pré-requisitos para o desenvolvimento de modelos experimentais de fricção ocular. 3. Pacientes em tratamento com STEAR devem ser monitorados de perto quanto a alterações na córnea. 4. Diferenças significativas foram encontradas entre as medidas de HOAs encontradas pelo dispositivo Scheimpflug e duplo Scheimpflug–Plácido em pacientes com ceratocone e as medições desses dispositivos não devem ser consideradas equivalentes. 5. A distribuição da tensão da córnea é complexa, com uma diferença fundamental entre o estroma anterior e posterior. Clinicamente, a tecnologia OCE pode ser usada para monitorar a progressão das doenças ectáticas da córnea e para determinar o sucesso do CXL. 6. A presença ou ausência da camada de Bowman não alterou a rigidez de uma lamela corneana de 110μm. Resultados podem ter implicações nos procedimentos de cirurgia refrativa a laser, mas também na nova técnica de transplante da camada de Bowman para tratamento de ceratocone. 7. O efeito biomecânico do I-CXL aumentou significativamente utilizando-se baixa irradiância e longa irradiação UV-A. A difusão de oxigênio, portanto, representa um fator limitante, mesmo quando a penetração da riboflavina é melhorada via iontoforese. 8. A concentração estromal de riboflavina não é o único fator modulador no CXL, e o consumo epitelial de oxigênio é aproximadamente 10 vezes maior que o consumo estromal de oxigênio; portanto, a disponibilidade de oxigênio pode afetar a eficácia de CXL em técnicas que reivindicam preservar o epitélio, como o I-CXL. 9. Todos os três protocolos mostraram melhorias no Kmax, BCVA e outras variáveis, com resultados funcionais semelhantes apesar da maior mudança nos índices de ceratocone após o protocolo de Dresden. 10. CXL individualizado usando o protocolo ‘sub400’ interrompeu a progressão do ceratocone em córneas ultrafinas em 90% dos casos. Embora taxa de falha seja mais alta do que a CXL padrão, pela primeira vez é possível o tratamento com CXL de córneas tão finas quanto 215 µm. 11. Foram identificados vários genes-alvo que podem estar relacionados à estabilidade biomecânica e ao formato da córnea. A compreensão dos mecanismos moleculares após CXL permitirá uma otimização e individualização do tratamento clínico.