Eye enucleation activates the transcription nuclear factor kappa-B in the rat superior colliculus

Ocular enucleation produces significant morphological and physiological changes in central visual areas. However, our knowledge of the molecular events resulting from eye enucleation in visual brain areas remains elusive. We characterized here the transcription nuclear factor kappa-B (NF-kappa B) activation induced by ocular enucleation in the rat superior colliculus (SC). We also tested the effectiveness of the synthetic glucocorticoid dexamethasone in inhibiting its activation. Electrophoretic mobility shift assays to detect NF-kappa B indicated that this transcription factor is activated in the SC from 1 h to day 15 postlesion. The expression of p65 and p50 proteins in the nuclear extracts was also increased. Dexamethasone treatment was able to significantly inhibit NF-kappa B activation. These findings suggest that this transcriptional factor is importantly involved in the visual system short-term processes that ensue after retinal lesions in the adult brain. (C) 2012 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Inflammatory responses in the rat superior colliculus after eye enucleation

Ocular enucleation induces profound morphological alterations in central visual areas. However, little is known about the response of glial cells and possible inflammatory processes in visual brain areas resulting from eye enucleation. In this study, immunoblotting and immunostaining assays revealed increased expression of astrocyte and microglia markers in the rat superior colliculus (SC) between 1 and 15 days after contralateral enucleation. A transient increase of neuronal COX-2 protein expression was also found in the SC. To evaluate the role of an anti-inflammatory drug in attenuating both COX-2 and glial cell activation, the synthetic glucocorticoid dexamethasone (DEX) was administered (1mg/kg i.p., for 3 days) to enucleated rats. Immunoblotting data revealed that DEX treatment significantly inhibited COX-2 protein expression. Postlesion immunostaining for astrocyte and microglia markers was also significantly reduced by DEX treatment. These findings suggest that the removal of retinal ganglion cell input generates inflammatory responses in central retinorecipient structures

In vitro viability of choroidal melanomata following pre-enucleation irradiation

In a group of eighteen patients with uveal melanomas, seven underwent low-dose pre-enucleation irradiation of approximately 2000 cGy. All the tumours were propagated in tissue culture and the growth characteristics of tumour cells from irradiated eyes were compared with tumour cells from non-irradiated eyes. Cultures were observed with phase-contrast microscopy, and radioactive thymidine labelling was used to study cell turnover. Although tissue samples from peripheral areas of irradiated tumours produced a mixture of viable and non-viable cells, with reduced ability to attach to substrate, central regions of irradiated tumours contained viable cells which propagated freely in tissue culture.

Avaliação da gordura orbitária de coelhos após enucleação e evisceração

OBJETIVO: Avaliar os adipócitos da gordura orbitária de coelhos após enucleação e evisceração. MÉTODOS: Foram estudados vinte e três espécimes de gordura orbitária, provenientes de 23 coelhos com idade de 42 dias, sendo 11 submetidos à cirurgia de enucleação e 12 à evisceração. Os animais foram sacrificados 30, 90 e 180 dias após a cirurgia, avaliando-se a gordura orbitária ao microscópio óptico (aumento de 200x) e usando o programa IpWin 32. A área média celular foi calculada a partir do número de adipócitos por campo e da área de cada adipócito, tendo sido comparados os resultados dos grupos (enucleação e evisceração) usando teste estatístico não paramétrico para avaliação da área dos adipócitos. RESULTADOS: Não houve diferença significativa entre a área média dos adipócitos quando considerado o procedimento cirúrgico (enucleação e evisceração), ou quando considerado o momento de sacrifício. CONCLUSÃO: Tendo em vista que a área dos adipócitos foi semelhante e não variou significativamente após a enucleação ou a evisceração, em período de observação de até 180 dias, a diminuição de volume orbitário que ocorre nas cavidades anoftálmicas deve ser conseqüência de outros mecanismos, como mudanças na distribuição espacial da gordura da órbita.

Uso de 2-octil-cianoacrilato na reconstrução da cavidade anoftálmica de coelhos

OBJETIVO: Avaliar a ligação entre músculos oculares extrínsecos e esferas de polietileno poroso usando um bioadesivo. MÉTODOS: Estudo experimental envolvendo 8 coelhos albinos submetidos a enucleação do olho direto com colocação de implante esférico de polietileno poroso de 12 mm de diâmetro unido aos músculos oculares extrínsecos por meio do bioadesivo 2-octil-cianoacrilato. Noventa dias após a cirurgia os animais foram sacrificados e o conteúdo orbitário removido. em 4 animais foi realizado estudo biomecânico, avaliando-se a força de ruptura entre a musculatura e a esfera (grupo implante) e entre a musculatura e a esclera nos olhos contralaterais (grupo controle). Nos outros 4 animais foi realizada análise histológica. RESULTADO: A avaliação biomecânica revelou que a força de ruptura entre esfera-músculo e esclera-músculo foram semelhantes quando se usa o adesivo de cianoacrilato. O exame histológico mostrou reação fibrovascular no local da adesão entre a musculatura e a esfera, sem efeitos deletérios aos tecidos. Ao redor dos implantes foi possível observar pseudocápsula e no interior, neovasos e tecido fibrovascular preenchendo os espaços entre os grânulos do polietileno. CONCLUSÃO: O adesivo 2-octil-cianoacrilato mantém boa força de adesão na união entre os músculos e as esferas de polietileno poroso, com redução do tempo cirúrgico e sem efeitos deletérios aos tecidos orbitais. Desta forma, deve-se considerar o uso do bioadesivo na reconstrução da cavidade anoftálmica.

Implantes de polietileno gel e poroso em cavidade anoftálmica de coelhos

OBJETIVO: Comparar implantes de polietileno poroso no estado sólido e gel em cavidades enucleadas. MÉTODOS: Trinta e seis coelhos albinos foram submetidos à enucleação do olho direito, recebendo esferas de polietileno poroso (18 animais) ou gel (18 animais), de 12 mm de diâmetro. Os animais foram avaliados semanalmente por exame clínico e mensalmente por ultra-sonografia modo B, realizada 30, 60 e 90 dias após a cirurgia, tendo sido os animais sacrificados aos 90 dias. Após o sacrifício, o conteúdo orbitário foi removido e examinado histologicamente. RESULTADOS: Cinco animais (27,2%) que receberam os implantes de polietileno poroso tiveram extrusão do implante. Houve extrusão em 94,4% dos animais que receberam a esfera de polietileno gel, tendo-se observado que o diâmetro das esferas gel extruídas encontrava-se aumentado em relação ao diâmetro da esfera implantada. A ultra-sonografia mostrou que o implante de polietileno poroso se vascularizou e que o gel não, o que foi confirmado pelo exame histológico. CONCLUSÃO: Esferas de polietileno no estado gel sofrem hidratação e aumentam de volume, sendo necessário conhecer o seu tamanho final antes da implantação. A ultra-sonografia permite conhecer a vascularização do implante, podendo ser usada na avaliação da integração esfera-hospedeiro.

Estudo comparativo entre as esferas de silicone gelatinosas e rígidas em cavidade eviscerada de coelho

OBJETIVO: Avaliar e comparar a biocompatibilidade de esferas de silicone gelatinosas e rígidas em cavidades evisceradas de coelhos. MÉTODOS: Trinta coelhos tiveram o olho direito eviscerado com implantação de esferas de silicone gelatinosas (Grupo I) ou rígidas (Grupo II). Foi realizada avaliação clínica diária, ultrassonografia da cavidade orbitária, análise histológica e morfométrica da pseudocápsula que se formou ao redor dos implantes aos 7, 30 e 90 dias após a cirurgia, com avaliação estatística dos resultados. RESULTADOS: Houve boa integração das esferas com os tecidos orbitários e semelhança de resposta tecidual com ambas as esferas. Duas esferas de silicone gelatinosas e uma rígida extruíram. A pseudocápsula que se formou ao redor das esferas gelatinosas foi mais organizada, com espessura e reação inflamatória menores que a observada nas esferas rígidas. CONCLUSÕES: Esferas de silicone gelatinosas e rígidas tiveram boa integração tecidual em cavidades evisceradas de coelhos.

Avaliação das dimensões orbitárias de coelhos após enucleação e evisceração

OBJETIVO: Avaliar o volume orbitário de coelhos recém-nascidos, enucleados ou eviscerados, sem ou com reposição do volume orbitário por esferas de polietileno poroso de 10 mm, usando a tomografia computadorizada, o teste de deslocamento de água e a medida da abertura orbitária por Image-J. MÉTODOS: Estudo experimental, usando 48 coelhos albinos, com idade de 42 dias, submetidos à evisceração ou enucleação, com implante de esfera de polietileno poroso de 10 mm de diâmetro ou sem implante. O lado esquerdo não foi submetido à cirurgia e foi usado como controle. Após 1, 3 e 6 meses, foram sacrificados quatro animais de cada grupo. Os crânios foram preparados para estudo do osso seco por maceração da peça, e analisados em relação ao volume orbitário por tomografia computadorizada, teste de deslocamento de água e avaliação da abertura orbitária usando o software Image-J. RESULTADOS: O volume das órbitas enucleadas ou evisceradas, com ou sem o uso do implante não apresentaram diferenças estatisticamente significativas (p<0,05) entre si, quando avaliadas por tomografia computadorizada, pelo teste de deslocamento de água e pelo Image-J. CONCLUSÃO: O desenvolvimento orbitário de coelhos com idade superior a 42 dias de vida não se altera quando se opta pela enucleação ou pela evisceração, ou quando se utiliza ou não implantes orbitários. O teste de deslocamento de água apresentou resultados semelhantes aos fornecidos pela tomografia, sugerindo-se sua utilização em experimentação científica.

Avaliação quantitativa das dimensões óculo-palpebrais em portadores de cavidade anoftálmica em uso de prótese ocular externa

OBJETIVOS: Avaliar o posicionamento palpebral em portadores de cavidade anoftálmica com e sem prótese ocular externa, utilizando o processamento de imagem digital. MÉTODOS: Dezoito pacientes foram avaliados qualitativa e quantitativamente na Faculdade de Medicina de Botucatu - Universidade Estadual Paulista - UNESP, com e sem a prótese externa. Usando imagens obtidas por filmadora e processadas usando o programa Scion Image, mediu-se a altura do sulco palpebral superior, a altura da fenda palpebral e os ângulos palpebrais dos cantos interno e externo. RESULTADOS: Pseudo-estrabismo e sulco palpebral superior profundo foram as alterações mais freqüentes ao exame externo. Houve diferença significativa em todas as variáveis estudadas, com diminuição da altura do sulco palpebral superior, aumento da área da fenda palpebral e aumento dos ângulos palpebrais interno e externo quando o paciente estava usando a prótese externa. CONCLUSÃO: Todos os pacientes avaliados apresentaram algum tipo de anormalidade órbito-palpebral, o que reflete a dificuldade em se proporcionar ao portador de cavidade anoftálmica um aspecto idêntico ao que existe na órbita normal. O processamento de imagens digitais permitiu avaliação objetiva das dimensões óculo-palpebrais, o que poderá contribuir nas avaliações seqüenciais dos portadores de cavidade anoftálmica.

Gelatinous polyethylene in the treatment of the anophthalmic cavity

PURPOSE: Gelatinous polyethylene (GP) has been used as an orbital implant to evaluate volume maintenance and tissue reaction in the anophthalmic socket in a rabbit model. METHODS: Twenty-eight Norfolk white rabbits underwent unilateral evisceration with placement of 2ml GP (GP group - 16 animals) or 2ml 0.9% sodium chloride solution (Control group - 12 animals). Animal behavior, postoperative tissue response and socket conditions were evaluated. The animals were sacrificed at 7, 15, 30 and 60 days after the surgery and the bulbs were enucleated; volume maintenance and histopathological evaluation were done in the enucleated bulbs. The results were submitted to statistical analysis. RESULTS: All animals showed normal behavior. The orbital volume maintenance was better in the GP group. Histopathology in the GP animals showed mild tissue inflammation throughout the evaluation period and a thin pseudocapsule formation surrounding the orbital implant material. CONCLUSION: The clinical findings, good orbital volume maintenance and mild inflammatory tissue response make GP a good choice to replace the lack of volume in anophthalmic socket reconstruction.

Extrusão dos implantes em portadores de cavidade anoftálmica

Purpose: To evaluate the characteristics of patients with anophthalmic cavity who developed sphere extrusion. Methods: A retrospective observational study was done evaluating 37 patients with anophthalmic cavity and sphere extrusion at the Faculdade de Medicina de Botucatu-UNESP. Results: Extrusion was observed in enucleated and eviscerated cavities. The majority of the patients had the eye removed because of phthisis bulbi or trauma and the extrusion happened 1 or 2 years after the surgery. Extrusion was preceded by conjunctival dehiscence and exposure of the sphere and occurred with all used implants. Conclusion: Complications after orbital implant placement are a possibility. Dehiscence and sphere extrusion may happen and another surgery would be necessary. The patient and the ophthalmologist have to be prepared for this.

Atividade elétrica dos músculos orbiculares antes e após a instalação de próteses oculares

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

Electrical activity of the orbicularis muscles before and after installation of ocular prostheses

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

In Vitro Effects of Bevacizumab Treatment on Newborn Rat Retinal Cell Proliferation, Death, and Differentiation

PURPOSE. Vascular endothelial growth factor (VEGF) is an important signal protein in vertebrate nervous development, promoting neurogenesis, neuronal patterning, and glial cell growth. Bevacizumab, an anti-VEGF agent, has been extensively used for controlling pathological retinal neovascularization in adult and newborn patients, although its effect on the developing retina remains largely unknown. The purpose of this study was to investigate the effect of bevacizumab on cell death, proliferation, and differentiation in newborn rat retina. METHODS. Retinal explants of sixty 2-day-old Lister hooded rats were obtained after eye enucleation and maintained in culture media with or without bevacizumab for 2 days. Immunohistochemical staining was assessed against proliferating cell nuclear antigen (PCNA, to detect cell proliferation); caspase-3 and beclin-1 (to investigate cell death); and vimentin and glial fibrillary acidic protein (GFAP, markers of glial cells). Gene expressions were quantified by real-time reverse-transcription polymerase chain reaction. Results from treatment and control groups were compared. RESULTS. No significant difference in the staining intensity (on immunohistochemistry) of PCNA, caspase-3, beclin-1, and GFAP, or in the levels of PCNA, caspase-3, beclin-1, and vimentin mRNA was observed between the groups. However, a significant increase in vimentin levels and a significant decrease in GFAP mRNA expression were observed in bevacizumab-treated retinal explants compared with controls. CONCLUSIONS. Bevacizumab did not affect cell death or proliferation in early developing rat retina but appeared to interfere with glial cell maturation by increasing vimentin levels and downregulating GFAP gene expression. Thus, we suggest anti-VEGF agents be used with caution in developing retinal tissue. (Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012;53:7904-7911) DOI:10.1167/iovs.12-10283

Prenatal monocular enucleation induces a selective loss of low-spatial-frequency cortical responses to the remaining eye.

During early development, interactions between the two eyes are critical in the formation of eye-specific domains within the lateral geniculate nucleus and the visual cortex. When monocular enucleation is done early in prenatal life, it induces remarkable anatomical and functional reorganizations of the visual pathways. Behavioral data have shown a loss in sensitivity to low-spatial-frequency gratings in cats. To correlate the behavioral observations with a possible change in the analysis of contrast at the level of primary visual areas we recorded visual evoked potentials at the 17/18 border in two cats enucleated prenatally (gestational age at enucleation, 39-42 days), three neonatal, two control animals, and one animal with a surgical removal of Y-ganglion fibers. Our results show a strong attenuation in the amplitude of response at all contrast values for gratings of low spatial frequency in prenatally enucleated cats, whereas neonatally enucleated and control animals present responses of comparable amplitude. We conclude that the behavioral results reflect the reduced sensitivity for low frequencies of visual cortical neurons. In addition, we define a critical period for the development of the contrast-sensitivity function that seems to be limited to the prenatal gestation period. We suggest that the prenatal interruption of binocular interactions leads to a functional elimination of the Y-ganglion system.