Mecanismos de Regressão Óptica Após Cirurgia Refractiva a Laser Corneal: Respostas epiteliais e estromais | Digital Travel
INTRODUÇÃO
O epitélio da córnea possui a capacidade de suavizar as irregularidades estromais. Como a tomografia de coerência óptica (OCT), a ultra-sonografia digital de muito alta frequência (VHF) e a microscopia confocal ganharam amplo uso clínico, tem-se observado que a compensação epitelial é uma das principais causas de regressão óptica após a cirurgia refractiva . O estroma corneano também sofre alterações morfológicas longitudinais em resposta à ablação do excimer laser, o que pode levar à regressão refractiva .
Homeostasia e Perfil do Epitélio Corneal
Ao nascimento, as células epiteliais da córnea estão totalmente desenvolvidas . A espessura e a forma do epitélio córneo é regulada pela rotação celular constitutiva, pressão mecânica das pálpebras e mecanismos baseados na citocina . A substituição total da espessura do epitélio ocorre a cada 5 a 7 dias através da proliferação das Células-Tronco Limbais (LSCs) e Células Epiteliais Basais (BECs). O equilíbrio entre proliferação e descamação produz um perfil epitelial central da córnea quase uniforme que tem uma espessura média de aproximadamente 50 µm. Existem criptas epiteliais limbais (CEL) entre as dobras das paliçadas de Vogt na junção limbo-escleral (Fig. 1) . As LSCs dentro das LECs sofrem divisões assimétricas que produzem uma progênie idêntica que permanece na cripta, e uma Célula Amplificadora Transitória (TAC) que migra de forma centrípeta para se tornar uma BEC, e eventualmente uma célula epitelial superficial pós-mitótica . A upregulação da proliferação de LSC é um precursor necessário para a regressão refractiva relacionada com o epitélio. Tem sido demonstrado que concentrações aumentadas de citocinas após a ruptura epitelial, como o FGI (FGI), TGF β, FGH (Fator de Crescimento Hepatocitário), e FGC (FGM), são mitogênicas para LSCs .
Dependência das Regiões da Cripta Epitelial Limbal (LEC) entre as Pontes das Paliçadas de Vogt são indicadas. Células-Tronco do Limbo Viajando a partir das Células-Tronco do Limbo, originam-se na Junção Limbo-escleral (borda vermelha) e movem-se centralmente através da córnea (setas verdes). A caixa de início é uma representação ampliada das paliçadas orientadas radialmente com uma representação transversal correspondente de uma ECL entre as paliçadas.
Resposta Compensatória do Epitélio Corneal à Correção Miópica
Laser In Situ Keratomileusis, PRK, e SMILE, para corrigir miopia, envolve achatamento da córnea central para diminuir a potência óptica. Após estes procedimentos, o epitélio sobre a região achatada sofre uma hiperplasia gradual, que leva ao espessamento, e muitas vezes se correlaciona com a regressão dos resultados visuais . Essa hiperplasia pode não se estabilizar por 3 a 6 meses após o LASIK e até 3 anos após o PRK . Reinstein et al. usaram a ultra-sonografia VHF sobre uma zona corneana de 10 mm para mostrar um aumento aproximado de 6µm na espessura epitelial sobre a zona corneana central de 7 mm 1 ano após o LASIK para miopia . A maior resposta epitelial (~5µm de espessamento) foi observada no primeiro mês, e correlacionada com um deslocamento de -0,39 D na refração. O espessamento epitelial central quase idêntico de 5 µm foi mostrado em um período de 1 mês após o LASIK, em pacientes igualmente míopes, mas não mostrou uma mudança correspondente na refração . Em ambos os estudos, o perfil epitelial assumiu uma forma lenticular mais espessa centralmente e cônica em direção à periferia (Fig. 2).
Myopic Epithelial Regression Pattern After Laser In Situ Keratomileusis .
A figura é uma representação correspondente de uma seção transversal do epitélio regressivo sobre os 10 mm centrais da córnea.
Uma resposta epitelial à ablação miópica, que é maior na periferia média do que no centro da córnea (~5mm de zona), pode resultar em um epitelial semelhante ao menisco negativo (Fig. 3) .
Myopic Epithelial Regression Pattern After Laser In Situ Keratomileusis
A figura é uma representação correspondente de uma secção transversal do epitélio regressivo sobre os 10 mm centrais da córnea.
Um estudo longitudinal mostrou que o epitélio se espessou por 6 µm, centralmente, e por quase 10 µm na região periférica média para correções de LASIK miópico alto (-8 a -9 D) a um ano . Para pacientes com erros miópicos intermediários (-3 a -4 D), houve um espessamento médio de 1,15 µm no centro e 3,04 µm no centro-periférico. Um espessamento médio-periférico superior ao central (~7µm vs ~4µm) também foi observado 6 meses após a PRK transepitélica para miopia alta (≤ -6 D).5 Um espessamento elevado na periferia média pode indicar que o epitélio cicatrizante não está simplesmente se difundindo para uma região de menor concentração, como alguns estudos matemáticos sugeriram, e em vez disso responde a diferenças na tensão ou no gradiente de curvatura do estroma subjacente. Independentemente do padrão de espessamento epitelial, a espessura epitelial média em toda a córnea aumenta com correções maiores . No entanto, a resposta epitelial não é totalmente linear e pode ser limitada por restrições biológicas para correções muito grandes. Um estudo mostrou que o epitélio central da córnea é espessado em aproximadamente 7, 9 e 12 µm entre 3 e 6 meses, no pós-operatório, para correções míopes baixas (-1,00 a -4,00 D), intermediárias (-4,25 a -6,00 D) e altas (-6,25 a -13,50 D), respectivamente . A variação de espessura por dioptria de correção foi significativamente menor após maiores correções miópicas. Resultados semelhantes foram observados em análises de espessura epitelial na OCT após SMILE . O espessamento epitelial médio central próximo a 3, 5 e 7 µm foi mostrado nas córneas que foram submetidas ao SMILE para miopia baixa (< -4,00 D), intermediária (-4,00 a -6,00 D) e alta (> -6,00 a -10,00 D) . Esta resposta não linear mostrou que a remodelação epitelial é responsável por uma maior proporção de regressão em pacientes com menores erros refrativos pré-operatórios . O tipo de cirurgia refractiva também influencia a resposta do epitélio. Em um estudo, a magnitude do espessamento epitelial convergiu em torno de 36 meses para LASIK e PRK, porém a taxa de espessamento foi significativamente maior após PRK (Fig. 4) .
Gráfico esquemático mostrando alterações na espessura epitelial ao longo do tempo após procedimentos de queratomileusis miópicos em Situ Keratomileusis e Keratectomia Fotorefrativa.
As taxas diferenciadas de espessamento epitelial entre LASIK e PRK são óbvias inicialmente, devido ao fato de que o epitélio se regenera após o desbridamento após PRK, porém o epitélio pós-PRK sofre hiperplasia a uma taxa maior mesmo após o restabelecimento da espessura epitelial pré-operatória entre 3 e 6 meses, no pós-operatório. Este achado é uma função da resposta mais agressiva à cicatrização da ferida após PRK devido à ruptura do epitélio e da membrana do porão . É importante notar que alguns estudos têm usado a TOC em vez da VHF para avaliar a espessura epitelial . A análise comparativa destas modalidades mostrou que elas não são directamente comparáveis . Uma outra limitação desses estudos é que eles não acompanharam os resultados visuais durante o período de mudança epitelial, deixando a implicação clínica dessas mudanças epiteliais por tratar.
Resposta Compensatória do Epitélio Corneal à Correção Hiperópica
Ablações hiperópicas para corrigir a clarividência envolvem o aumento da potência corneana através da acentuação da curvatura central da córnea. As ablações hiperópicas geralmente resultam em regressões ópticas piores do que as correções miópicas. A regressão a partir da correção da hipermetropia de acentuação central é obtida por um anel periférico de hiperplasia que alisa a superfície corneana (Fig. 5).
Padrão de Regressão Epitelial Após Laser In Situ Keratomileusis
A figura é uma representação correspondente de uma seção transversal do epitélio regressivo sobre os 10 mm centrais da córnea.
Estudos de ultra-som de alta freqüência após o LASIK hiperópico mostraram maiores alterações na espessura epitelial líquida da córnea do que para o LASIK miópico. O epitélio corneal tornou-se uma média de 8 µm mais fino, centralmente, e 24 µm mais grosso, perifericamente, em comparação com os níveis pré-operatórios em pacientes com média de +3,84 D de equivalente esférico hiperópico após o LASIK . Uma possível explicação para uma maior resposta após o LASIK hiperópico é que o crescimento epitelial é acelerado pelos gradientes mais acentuados de curvatura do estroma conferidos pelas correcções hiperópicas .
Homeostasia e Perfil do Stroma
O estroma corneal é um tecido conjuntivo quiescente com uma morfologia regulada pela sua resistência biomecânica e equilíbrio de fluidos . O estroma ocupa 90% do volume total da córnea, e tem aproximadamente 500 µm de espessura no seu centro . Os queratócitos responsáveis pela exsudação dos componentes estruturais do estroma ocupam aproximadamente 3% do volume total do estroma. Os queratócitos são originários de células-tronco do estroma da córnea (CSSCs) que têm conhecida homogeneidade com células-tronco mesenquimais da medula óssea.31 As células-tronco do estroma córneo são mais comumente encontradas no estroma limbal subjacente aos CEs, mas também são encontradas no estroma central (Fig. 6) .
Localização das células-tronco do estroma córneo (verde).
Nota a localização das células estaminais do estroma diretamente abaixo das células-tronco epiteliais do limbo.
Outras vezes, os CSSCs migram centralmente durante a reparação da ferida do estroma e têm a capacidade de se diferenciar dos miofibroblastos . Demonstrou-se que melhoram a transparência do estroma, aumentam a integridade do retalho LASIK e desencorajam a transformação dos queratócitos em miofibroblastos quando introduzidos nas córneas ovinas que sustentam a criação de um retalho LASIK.
Resposta Compensatória do Stroma Corneal à Cirurgia Refractiva
Mudanças na espessura do estroma seguem um padrão bifásico, no pós-operatório. O inchaço precoce e transitório do líquido eleva a espessura da córnea. O inchaço do fluido normaliza-se aproximadamente na primeira semana pós-operatória. Sem o tratamento pós-operatório com esteróides, os processos inflamatórios podem prolongar a resposta do inchaço do estroma, resultando num desvio miópico transitório precoce. Na segunda fase de mudança de espessura, queratócitos estromais ativados proliferam e exsudam glicosaminoglicanos (GAG’s), fibrina e outros componentes da matriz extracelular. Ivarsen et al. mostraram que a PRK miópica induz uma resposta de espessamento do estroma maior que o LASIK no primeiro ano pré-operatório (25,3 ± 17,2μm vs 12,9 ± 9,4μm) . A disparidade no espessamento do estroma entre o LASIK e o PRK pode se dever ao fato de o inchaço do estroma após o LASIK estar confinado ao leito residual do estroma sob o retalho. Estudos demonstraram que a espessura do retalho LASIK aumenta significativamente entre 3 e 9 meses de ablação miópica com a correspondente regressão visual . A resposta epitelial é provavelmente o contribuinte predominante para a regressão após correções hipotérmicas. Entretanto, estudos têm mostrado que pacientes com PRK, que experimentam regressões hiperópicas, têm afinamento do estroma de até 25 µm, doze meses após a cirurgia . Dados recentes do SMILE hiperópico mostraram menos cicatrização da ferida do estroma e respostas inflamatórias em comparação com o LASIK hiperópico .
Role of Corneal Wound Healing Cascades in Visual Regression
Cytokine-mediated wound healing cascades replenish corneal stromal and epithelial cells lost during refractive surgery. A elevação prolongada da sinalização de citocinas pode causar eventos de proliferação celular para o restabelecimento excessivo da integridade superficial e clareza óptica, levando à regressão (Fig. 7). As vias de cicatrização da córnea começam com a libertação de citocinas a partir da superfície ocular perturbada. Interleucina (IL)-1, IL-6, fator de necrose tumoral (TNF)- α , Fator de Crescimento Epidérmico (EGF), Fator de Crescimento Derivado de Plaquetas (PDGF), Fator Ativador de Plaquetas (PAF), Proteínas Morfogênicas Ósseas (BMP) 2 e 4, FAS ligand, TGF β, e Fatores de Crescimento Tipo Insulina (IGF) 1 e 2 estão alojados dentro das células epiteliais córneas, da membrana basal e do filme lacrimal. A ferida epitelial causa a libertação destas citocinas e a expressão elevada dos seus receptores correspondentes nas células epiteliais circundantes e nos queratócitos do estroma. As citocinas de superfície difundem-se passivamente para o estroma a uma taxa dependente do estado da membrana do porão. A exposição do estroma às citocinas ocorre instantaneamente após a PRK, devido ao desbridamento de toda a espessura do epitélio e da membrana do porão. Por outro lado, procedimentos como o LASIK e o SMILE, têm maior latência de entrega de citocinas. Uma vez dentro do estroma, os queratócitos mais próximos da ablação sofrem apoptose ligandomediada por FAS, que é reforçada pela ligação IL-1, TNF, e outras citocinas de superfície. A borda da apoptose de queratócitos, áreas limítrofes da remoção de tecido corneano, pode ter se adaptado para prevenir a infiltração viral do estroma . A apoptose prolongada de queratocitose pode levar ao afinamento da córnea e subsequentes alterações de forma que alteram o estado refrativo do olho.
Visão geral das Vias de Cura de Feridas Relevantes para a Regressão Refractiva.
Fibras vermelhas dentro do miofibroblasto activado representam elementos contráteis que expressam a actina muscular lisa… A inibição TGFβ controla a névoa mas não impede a regressão . O PDGF e outros fatores de crescimento também potencializam a proliferação e diferenciação do miofibroblasto. O número de queratócitos transformados após cirurgia refractiva correlaciona-se com a quantidade de correcção, sendo maior após PRK devido à destruição da membrana do porão . Estes queratócitos activados produzem então o Factor de Crescimento Hepatocitário (HGF) e o Factor de Crescimento de Queratinócitos (KGF) que servem como reguladores mestres da proliferação e migração epitelial. A elevação prolongada do HGF e KGF pode causar crescimento epitelial e regressão refractiva a longo prazo. Os níveis de EGF no filme lacrimal permanecem elevados até 1 ano após a cirurgia LASIK e correlacionam-se com a regressão refractiva . Os miofibroblastos de estroma ativados também secretam glicosaminoglicanos extracelulares e desarranjam colágenos fibrilares que espessam e opacificam o estroma . Estas secreções alteram o índice refractivo do estroma, levando a alterações ópticas . Os miofibroblastos estromais sofrem apoptose e desobstrução após interrupção do fluxo epitelial de citocinas devido à reconstrução da membrana do porão . A interleucina-1 melhora ainda mais a apoptose do miofibroblasto quando o seu nível excede o de TGFβ . Após as ablações para graus mais altos de miopia, o restabelecimento da membrana do porão pode ser retardado, causando uma névoa estromal duradoura e proliferação de miofibroblastos. A neblina estromal resultante diminui a acuidade visual e está associada à regressão . O uso profilático do agente alquilante, Mitomicina C (MMC), tem sido usado durante a PRK para deter as transformações de queratocitos para o miofibroblasto . A cicatrização da ferida da córnea é ainda mais modulada pela separação e recrescimento dos nervos corneanos . As terminações dos nervos sensoriais não mielinizados são derivadas do ramo oftálmico do nervo trigêmeo, formando um plexo denso em forma de ramificação, abaixo da camada basal das células epiteliais . A liberação da substância neuropeptídeos p e do Peptídeo Relacionado ao Gene Calcitonina (CGRP) das terminações nervosas da córnea foi demonstrada para ajudar nos processos de cicatrização da ferida da córnea . A cura epitelial segue-se à re-inervação . Portanto, padrões alterados de re-inervação após cirurgias refrativas podem alterar a morfologia da córnea curada e contribuir para a regressão a longo prazo .