Corneal Allograft Rejection:Risk Factors, Diagnosis, Prevention, and Treatment

Recent advances in corneal graft technology, including donor tissue retrieval, storage and surgical techniques, have greatly improved the clinical outcome of corneal grafts. Despite these advances, immune mediated corneal graft rejection remains the single most important cause of corneal graft failure. Several host factors have been identified as conferring a "high risk" status to the host. These include: more than two quadrant vascularisation, with associated lymphatics, which augment the afferent and efferent arc of the immune response; herpes simplex keratitis; uveitis; silicone oil keratopathy; previous failed (rejected) grafts; "hot eyes"; young recipient age; and multiple surgical procedures at the time of grafting. Large grafts, by virtue of being closer to the host limbus, with its complement of vessels and antigen-presenting Langerhans cells, also are more susceptible to rejection. The diagnosis of graft rejection is entirely clinical and in its early stages the clinical signs could be subtle. Graft rejection is largely mediated by the major histocompatibility antigens, minor antigens and perhaps blood group ABO antigens and some cornea-specific antigens. Just as rejection is mediated by active immune mediated events, the lack of rejection (tolerance) is also sustained by active immune regulatory mechanisms. The anterior chamber associated immune deviation (ACAID) and probably, conjunctiva associated lymphoid tissue (CALT) induced mucosal tolerance, besides others, play an important role. Although graft rejection can lead to graft failure, most rejections can be readily controlled if appropriate management is commenced at the proper time. Topical steroids are the mainstay of graft rejection management. In the high-risk situations however, systemic steroids, and other immunosuppressive drugs such as cyclosporin and tacrolimus (FK506) are of proven benefit, both for treatment and prevention of rejection.

Correcting Interdevice Bias of Horizontal White-to-White and Sulcus-to-Sulcus Measures Used for Implantable Collamer Lens Sizing.

PURPOSE: To assess the agreement and repeatability of horizontal white-to-white (WTW) and horizontal sulcus-to-sulcus (STS) diameter measurements and use these data in combination with available literature to correct for interdevice bias in preoperative implantable collamer lens (ICL) size selection. DESIGN: Interinstrument reliability and bias assessment study. METHODS: A total of 107 eyes from 56 patients assessed for ICL implantation at our institution were included in the study. This was a consecutive series of all patients with suitable available data. The agreement and bias between WTW (measured with the Pentacam and BioGraph devices) and STS (measured with the HiScan device) were estimated. RESULTS: The mean spherical equivalent was -8.93 ± 5.69 diopters. The BioGraph measures of WTW were wider than those taken with the Pentacam (bias = 0.26 mm, P < .01), and both horizontal WTW measures were wider than the horizontal STS measures (bias >0.91 mm, P < .01). The repeatability (Sr) of STS measured with the HiScan was 0.39 mm, which was significantly reduced (Sr = 0.15 mm) when the average of 2 measures was used. Agreement between the horizontal WTW measures and horizontal STS estimates when bias was accounted for was г = 0.54 with the Pentacam and г = 0.64 with the BioGraph. CONCLUSIONS: Large interdevice bias was observed for WTW and STS measures. STS measures demonstrated poor repeatability, but the average of repeated measures significantly improved repeatability. In order to conform to the US Food and Drug Administration's accepted guidelines for ICL sizing, clinicians should be aware of and account for the inconsistencies between devices.

Les mécanismes d’oxygénation sanguine de l’œil en corrélation avec le système respiratoire

Sommaire L’oxygène fait partie intégrante de l’environnement et ceci jusqu’au fonctionnement même des structures cellulaires qui composent le corps humain. Deux systèmes sont intimement liés à la distribution de l’oxygène, ce sont les systèmes cardiovasculaire et respiratoire. La transparence du système optique de l’œil peut être exploitée afin de mesurer de façon non invasive la concentration en oxyhémoglobine du sang qui alimente le système nerveux central. L’oxygénation capillaire de l’œil a été mesurée par spectro-réflectométrie dans deux régions de l’œil: d’une part les capillaires de la zone du nerf optique qui représentent principalement la circulation rétinienne; d’autre part, les capillaires du limbe cornéen. Cinq sujets volontaires, non fumeurs, sains, âgés de 20 à 45 ans et cinq sujets volontaires, fumeurs, sains, âgés de 20 à 40 ans ont participé à cette étude. Tous ces sujets ont été exposés à des conditions d’hyper et d’hypo oxygénation. Une séance d’expérimentations était composée d’un enregistrement continu de 360 secondes. Durant la première étape de 60 secondes, le sujet respirait de l’air ambiant. Durant une deuxième étape de 180 secondes, le sujet était exposé soit à une condition d’hyper (60% O2) soit, à une condition d’hypo oxygénation (15% O2), tandis que les 120 dernières secondes de la séance de mesure permettait d’exposer le sujet, une fois de plus à l’air ambiant. Le rythme cardiaque et les changements d’oxygénation artérielle au niveau du doigt étaient mesurés pendant ce temps vec le sphygmo-oxymètre. Les variations du taux d’oxyhémoglobine du sang au niveau capillaire de l’œil (nerf optique ou sclérotique) étaient toujours en corrélation directe avec les variations du taux d’oxyhémoglobine artériel. Toutefois, les capillaires du nerf optique offrent plus de précision pour les mesures d’oxygénation, relativement aux mesures d’oxygénation du sang contenu dans les capillaires de la sclérotique. La précision de la mesure de la concentration d’oxyhémoglobine obtenue dans cette étude par spectro-réflectométrie de l’œil, en fait un instrument utile au diagnostic d’une grande partie des pathologies pulmonaires ou oculaires.

Citología de impresión para neoplasias de la superficie ocular

Se estimó la sensibilidad y especificidad de la citología de impresión como prueba diagnóstica en lesiones conjuntivales clínicamente sospechosas de neoplasia usando como patrón de oro la patología. Se estudiaron 60 pacientes, que ingresaron al azar a la Fundación Oftalmológica Nacional, con diagnóstico clínico de neoplasia de superficie ocular o lesión sospechosa de neoplasia, quienes fueron sometidos a citología de impresión y posterior resección quirúrgica completa, más estudio patológico de la lesión. Se realizó un análisis descriptivo, analizando la sensibilidad y la especificidad con el método clásico y análisis bayesiano.

Plastic compression of a collagen gel forms a much improved scaffold for ocular surface tissue engineering over conventional collagen gels

We compare the use of plastically compressed collagen gels to conventional collagen gels as scaffolds onto which corneal limbal epithelial cells (LECs) are seeded to construct an artificial corneal epithelium. LECs were isolated from bovine corneas (limbus) and seeded onto either conventional uncompressed or novel compressed collagen gels and grown in culture. Scanning electron microscopy (SEM) results showed that fibers within the uncompressed gel were loose and irregularly ordered, whereas the fibers within the compressed gel were densely packed and more evenly arranged. Quantitative analysis of LECs expansion across the surface of the two gels showed similar growth rates (p > 0.05). Under SEM, the LECs, expanded on uncompressed gels, showed a rough and heterogeneous morphology, whereas on the compressed gel, the cells displayed a smooth and homogeneous morphology. Transmission electron microscopy (TEM) results showed the compressed scaffold to contain collagen fibers of regular diameter and similar orientation resembling collagen fibers within the normal cornea. TEM and light microscopy also showed that cell–cell and cell–matrix attachment, stratification, and cell density were superior in LECs expanded upon compressed collagen gels. This study demonstrated that the compressed collagen gel was an excellent biomaterial scaffold highly suited to the construction of an artificial corneal epithelium and a significant improvement upon conventional collagen gels.

Investigation of K14/K5 as a stem cell marker in the limbal region of the bovine cornea

Background: Identification of stem cells from a corneal epithelial cell population by specific molecular markers has been investigated previously. Expressions of P63, ABCG2 and K14/K5 have all been linked to mammalian corneal epithelial stem cells. Here we report on the limitations of K14/K5 as a limbal stem cell marker. Methodology/Principal Findings: K14/K5 expression was measured by immunohistochemistry, Western blotting and Real time PCR and compared between bovine epithelial cells in the limbus and central cornea. A functional study was also included to investigate changes in K5/14 expression within cultured limbal epithelial cells undergoing forced differentiation. K14 expression (or its partner K5) was detected in quiescent epithelial cells from both the limbal area and central cornea. K14 was localized predominantly to basal epithelial cells in the limbus and suprabasal epithelial cells in the central cornea. Western blotting revealed K14 expression in both limbus and central cornea (higher levels in the limbus). Similarly, quantitative real time PCR found K5, partner to K14, to be expressed in both the central cornea and limbus. Following forced differentiation in culture the limbal epithelial cells revealed an increase in K5/14 gene/protein expression levels in concert with a predictable rise in a known differentiation marker. Conclusions/Significance: K14 and its partner K5 are limited not only to the limbus but also to the central bovine cornea epithelial cells suggesting K14/K5 is not limbal specific in situ. Furthermore K14/K5 expression levels were not lowered (in fact they increased) within a limbal epithelial cell culture undergoing forced differentiation suggesting K14/K5 is an unreliable maker for undifferentiated cells ex vivo.

Limbal autograft transplantation in a dog with alkali-induced ulceration

Descreve-se um caso de um animal da espécie canina, fêmea, sem raça definida, de três meses de idade, com histórico de apatia, contato prévio com produto alcalino (hidróxido de sódio) e relutância em abrir o olho direito. Ao exame oftálmico, foram observados blefarospasmo, fotofobia, epífora, quemose discreta, hiperemia conjuntival, e edema corneal difuso com comprometimento do limbo. Foram realizados o teste da fluoresceína positivo e o Teste Lacrimal de Schirmer 32mm min-1. Com base nos achados, firmou-se o diagnóstico de úlcera por álcali e realizou-se transplante autógeno do limbo. No pós-operatório, observou-se vascularização corneal a partir do terceiro dia e sua intensificação, em número e calibre, nos dias subseqüentes. Também foram observadas mínimas áreas de transparência corneal. Os resultados obtidos permitem admitir que o transplante autógeno de limbo é procedimento factível para o manejo da terapia de úlceras de córnea por álcali.

Sclerocorneal limbal stem cell autograft transplantation in dogs

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Repair of lamellar scleral lesions in dogs with preserved equine renal capsule: short report

OBJETIVO: Avaliar o uso da cápsula renal de eqüino preservada em glicerina 98% no reparo de lesões lamelares esclerais em cães. MÉTODOS: Foram utilizados 12 cães, machos e fêmeas, com peso médio de 12kg. Foram realizadas avaliações clínica e morfológica aos 1, 3, 7, 15, 30 e 60 dias de pós-operatório. Após anestesia geral e procedimentos padrões de preparo do campo operatório, foi realizada cantotomia temporal, seguida de incisão conjutival e escleral com área de 0,5x0,5 cm na posição de 1hora, próxima ao limbo. em seguida, um fragmento de mesma dimensão de cápsula renal de eqüino preservada em glicerina, previamente hidratado em solução salina, foi aplicado ao defeito escleral criado sendo fixado com pontos simples isolados com vicryl 7-0®. RESULTADOS: A avaliação clínica revelou blefaroespasmo/fotofobia até o sétimo dia de pós-operatório. Foi observado edema conjuntival até o quinto dia, acompanhado de secreção ocular mucóide, que persistiu até o décimo dia de pós-operatório. Não foram observados sinais clínicos de rejeição do enxerto em todos os animais, em todos os períodos avaliados. Os segmentos anterior e posterior do bulbo ocular não apresentaram sinais de inflamação. A análise morfológica revelou exsudação inflamatória aguda nos períodos precoces e intermediários da avaliação e inflamação crônica nos períodos tardios da observação. Houve incorporação do enxerto ao leito receptor. CONCLUSÃO: Os resultados sugerem que a cápsula renal de eqüino preservada pode ser mais uma alternativa de membrana biológica para o reparo de lesões esclerais lamelares em cães e no homem.

Amostragem foliar da bananeira 'Prata-Anã

Para diagnose nutricional da bananeira, é necessário padronizar a amostragem do tecido a ser utilizado, já que a composição mineral varia com a idade da planta, com a folha amostrada, entre as diversas partes da folha, ao que se somam as condições ecológicas, diferenças varietais e flutuações sazonais dos elementos. Portanto, a possibilidade de equívoco na interpretação é considerável. O Método de Amostragem Internacional de Referência (MEIR) para bananeira recomenda coletar a terceira folha de plantas com cachos que apresentem todas as pencas visíveis e não mais que três mãos de flores masculinas abertas, retirando-se a metade interna de uma faixa central do limbo, desprovida da nervura central. Há uma dificuldade em seguir tal recomendação para bananeira 'Prata-Anã' cultivada no norte de Minas Gerais, pois ela possui porte alto e roseta foliar muito densa, que confunde a localização da folha amostrada. Além disso, normalmente, as amostras são retiradas com largura diferente dos 10 cm recomendados. Dadas as dificuldades de amostragem da bananeira 'Prata-Anã' e o fato de besta cultivar sob irrigação ser pouco estudada, comparada àquelas do subgrupo Cavendish, o presente trabalho objetivou determinar o efeito da folha amostrada e da largura da amostra sobre os teores minerais de bananeira 'Prata-Anã' cultivada sob irrigação no norte de Minas Gerais. Apesar das variações estatísticas, os teores foliares mantiveram-se dentro da faixa de suficiência, independentemente da posição da folha amostra da- 2ª, 3ª ou 4ª folha - ou do tamanho da amostra - 10; 20 ou 30 cm de largura. Isto sugere que a coleta de folha na posição acima (segunda) ou abaixo (quarta) da folha recomendada terceira, numa largura foliar de 10 a 30 cm, pouco altera os teores foliares em relação à indicação pelo método MEIR, tolerando-se assim uma possível variação da amostra quanto à posição e à largura foliar testadas.

Modelos experimentais de deficiência limbar em coelhos: análise clínica

Objetivo: Comparar em coelhos três modelos experimentais de destruição das células germinativas (CG) do limbo corneano quanto a aspectos clínicos. Métodos: Foram utilizados 54 coelhos, 108 olhos, subdivididos em 3 grupos experimentais: (G1), (G2) e (G3), cada um formado pelos OE de 18 coelhos, submetidos às técnicas experimentais (T1), (T2) e (T3), respectivamente, e um grupo controle, formado pelos 54 olhos contralaterais (OD). Nas três técnicas foi utilizado o n-heptanol. Na T1, o n-heptanol foi aplicado por 5 minutos, para remoção do epitélio límbico. Na T2, além da aplicação do n-heptanol, realizou-se peritomia e remoção da conjuntiva perilímbica até 4 mm do limbo, juntamente com a escarificação do tecido episcleral. Na T3, além dos procedimentos da T2, foi realizada dissecção lamelar do limbo abrangendo aproximadamente 1,5 mm na periferia da córnea e 2 mm na superfície escleral. em todas as córneas dos animais foram estudados seis parâmetros clínicos: neovascularização, perda da transparência, irregularidade da superfície, reparação epitelial, erosão ou defeito epitelial, granuloma e outras lesões corneanas. Resultados: A neovascularização corneana iniciou-se mais precocemente com a T1 e T2; ocorreu em 100% dos casos com as três técnicas, de forma não homogênea, variando de leve a intensa; permaneceu estável a partir do 28º dia até o final do experimento (56º dia), foi maior nos quadrantes superior e inferior e menor nos quadrantes nasal e temporal. A perda da transparência e a irregularidade da superfície corneana foram menores com a T1 que com a T2 e T3, que foram similares entre si. Houve, nas três técnicas experimentais, latência de três dias para o início da reepitelização, que se completou com a T1 no 7º dia e com a T2 e T3 no 14º dia. Erosão epitelial corneana e granuloma corneano foram encontradas de forma similar nas três técnicas experimentais. Conclusões: A T2 e T3 mostraram-se adequadas como possíveis modelos de ampla remoção das CG límbicas, levando a resultados similares nos diversos parâmetros estudados. A T1 se mostrou adequada como modelo de remoção parcial do epitélio límbico. Ocorreu conjuntivalização e neovascularização nas três técnicas experimentais.

Modelos de neovascularização corneana em coelhos: análise morfológica

OBJETIVOS: Comparar em coelhos três modelos experimentais de destruição das células germinativas (CG) do limbo corneano quanto a aspectos morfológicos. MÉTODOS: Foram utilizados 54 coelhos, 108 olhos, subdivididos em 3 grupos experimentais: (G1), (G2) e (G3), formados por 18 coelhos cada, que tiveram o OE submetido às técnicas experimentais (T1), (T2) e (T3), respectivamente, e um grupo controle, formado por 54 olhos contralaterais (OD) dos coelhos do G1, G2 e G3. Quatro parâmetros morfológicos foram estudados: epitélio, resposta inflamatória, vascularização e resposta fibroblástica. RESULTADOS: Com a T1 não houve remoção da totalidade do epitélio límbico, com a T2 houve remoção da quase totalidade do epitélio límbico, com a T3 houve remoção da totalidade do epitélio límbico. A reparação da superfície corneana foi feita por epitélio de fenótipo conjuntival (conjuntivalização) com as três técnicas, havendo aparecimento de células caliciformes a partir do 14º dia, sendo a densidade maior no 28º dia. A resposta inflamatória com a T3 foi mais intensa que com a T1 e T2. A regressão foi mais rápida com a T1 e similar com a T2 e T3. Contribuiu para a turvação corneana principalmente no 14º e 28º dia, concentrando-se, principalmente, na metade estromal anterior, sendo poupada a metade posterior. Foi maior até o 28º dia, decrescendo a partir desse momento. Caracterizou-se, no início, por infiltrado com predomínio de polimorfonucleares e sofreu mudança no 56º dia para infiltrado com predomínio de mononucleares. Os neovasos apareceram a partir do 7º dia, a princípio permearam o estroma do terço médio para cima, progredindo para a superficialização com a regressão do edema estromal. A vascularização com as três técnicas, ao final do experimento, foi superficial no estroma, porém não houve a formação de tecido fibro-escleroso denso ou cicatriz propriamente dita distinta do estroma corneano. CONCLUSÕES: Ocorreu conjuntivalização e neovascularização nas três técnicas experimentais. As T2 e T3 mostraram-se adequadas como possíveis modelos de ampla remoção das CG límbicas, levando a resultados similares nos diversos parâmetros estudados. A T1 se mostrou adequada como modelo de remoção parcial do epitélio límbico.

Clinical evaluation and induced corneal vascularization study by native and anionic collagen membranes in rabbits corneas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliações clínica e morfométrica da capacidade angiogênica da membrana de quitosana em córneas de coelhos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Alterações anatômicas do limbo foliar de plantas de Polygonum lapathifolium submetidas à aplicação de herbicidas

O presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência do controle dos herbicidas 2,4-D, diquat e glyphosate e as alterações anatômicas do limbo foliar provocadas por eles em plantas de Polygonum lapathifolium. As plantas foram cultivadas em caixas-d'água sob condições de campo e, quando atingiram seu pleno desenvolvimento (antes do florescimento), pulverizadas com os herbicidas. Avaliaram-se quantitativamente as seguintes características anatômicas da nervura central e internervural das folhas: porcentagem da epiderme adaxial e abaxial, porcentagem da bainha do feixe, porcentagem do feixe vascular, porcentagem de esclerênquima e colênquima, porcentagem de parênquima paliçádico e lacunoso, bem como a espessura foliar (μm). Os tratamentos químicos foram: diquat (400 g i.a. ha-1 do produto comercial Reward), 2,4-D (1.340 g e.a. ha -1 do produto comercial DMA 806 BR) e glyphosate (4.320 g e.a. ha-1 do produto comercial Rodeo) com a adição do surfatante Silwet L-77 a 0,01% v v-1. Os principais caracteres anatômicos quantitativos da região da nervura central do limbo foliar que sofreram alterações após a aplicação dos herbicidas foram a porcentagem da epiderme adaxial, a porcentagem de feixe vascular, a porcentagem de colênquima, a porcentagem de parênquima paliçádico e lacunoso e a espessura foliar. Para a região internervural do limbo foliar, os principais caracteres anatômicos quantitativos que sofreram alterações após a aplicação dos herbicidas foram a porcentagem da epiderme adaxial, a porcentagem da bainha do feixe e a espessura foliar. Os herbicidas diquat e 2,4-D foram ineficientes no controle das plantas de P. lapathifolium; o glyphosate apresentou controle superior a 90% das plantas aos 100 dias após a aplicação. Entretanto, todos os herbicidas permitiram rebrota das plantas.