Três estratégias para induzir ceratite neurotrófica e regeneração nervosa na córnea murina

A córnea, que é a superfície transparente do olho, é composta por três camadas distintas: o epitélio, o estroma e o endotélio. Este órgão possui a maior densidade de inervação do corpo e é composto principalmente por fibras sensitivas (tipos Aδ e C) originárias do ramo oftálmico do gânglio trigeminal. As fibras sensoriais penetram na periferia da córnea no estroma médio na forma de grandes feixes que se ramificam para cobrir a superfície. Eles então se bifurcam para perfurar a membrana de Bowmann e formam o plexo subbasal, que é facilmente reconhecível pela formação de um vórtice no centro da córnea. Essas fibras terminam como terminações nervosas livres na superfície externa do epitélio. São capazes de transduzir estímulos térmicos, mecânicos, químicos e liberar fatores tróficos essenciais para a homeostase do epitélio ^1,2. A ceratite neurotrófica (NK) é uma doença degenerativa que afeta a inervação sensorial corneana. Esta doença rara decorre de uma diminuição ou perda da sensibilidade corneana que resulta em menor produção lacrimal e pobres propriedades cicatrizantes da córnea³. A NK evolui através de três estágios bem descritos, desde o estágio 1, onde os pacientes sofrem defeitos epiteliais, até o estágio 3, onde ocorre fusão estromal e/ou perfuração corneana⁴.

Clinicamente, as origens desta doença podem ser diversas. Os pacientes podem perder a inervação corneana após lesão física ocular, cirurgia ou por doenças crônicas, como diabetes ^5,6. Até o momento, o processo de patogênese da NK permanece pouco compreendido, e as opções terapêuticas para essa condição que ameaça a visão são muito limitadas. Portanto, um melhor entendimento das características dos defeitos epiteliais é necessário para melhor compreender os mecanismos por trás da regeneração dessas fibras e potencialmente promovê-los. Aqui, propomos vários modelos de lesão corneana que induzem NK em camundongos.

O primeiro modelo é a abrasão da camada epitelial da córnea com uma broca ocular. Esse modelo tem sido estudado principalmente no contexto da regeneração do epitélio em diferentes animais, como roedores^e peixes7,8,9, e para testar moléculas promotoras da cicatrização ^{corneana 10,11}. Fisiologicamente, leva 2-3 dias para que as células epiteliais fechem a ferida. O padrão fisiológico da inervação, entretanto, leva mais de quatro semanas para se recuperar da abrasão^12,13. Durante a cirurgia, a broca ocular remove a camada epitelial da córnea que contém o plexo subbasal e as terminações nervosas livres das fibras. Este procedimento pode ser clinicamente comparado a pacientes com ceratectomia fotorrefrativa (PRK) para correção de defeitos refrativos oculares. O procedimento consiste na remoção do epitélio da córnea e, em seguida, na remodelagem do estroma com laser¹⁴. Os pacientes podem apresentar vários efeitos colaterais após essa cirurgia, como diminuição da densidade do nervo corneano por 2 anos e redução da sensibilidade por um período de 3 meses a um ano após a cirurgia¹⁵. Como a cirurgia induz uma fragilidade do microambiente corneano, esse modelo poderia ajudar a investigar esses efeitos colaterais e desenvolver abordagens terapêuticas que promovessem reinervação mais rápida, reduzindo os efeitos colaterais em questão.

O segundo modelo consiste em seccionar os axônios na periferia da córnea com punch de biópsia, induzindo uma degeneração walleriana da inervação central ¹⁶. Clinicamente, esse método poderia ser comparado à ceratoplastia lamelar anterior, na qual o cirurgião realiza uma trepanação parcial da córnea para remover uma parte da espessura anterior da córnea e substituí-la por um transplante de doador ¹⁷. Após a ceratoplastia lamelar, os pacientes podem apresentar uma série de sintomas, incluindo olho seco, perda da inervação corneana e rejeição do enxerto¹⁸. Este modelo de axotomia realizada em nervos corneanos poderia fornecer informações sobre os mecanismos de degeneração das fibras, que ocorre após um enxerto, seguido pela regeneração dos axônios.

O terceiro método danifica os nervos da córnea com um laser. Utilizando-se microscópio multifóton na córnea de animais anestesiados, a degeneração dos nervos localizados no campo óptico é induzida como resultado da formação de espécies reativas de oxigênio (EROs), o que leva a danos no DNA e cavitação celular¹⁹. Esse método recapitula o fotodano corneano induzido pela superexposição aos raios UV naturais (queimaduras solares), que também desencadeiam a formação de EROs, levando a danos no DNA²⁰. Os pacientes que sofrem de queimadura solar da córnea experimentam grande dor, pois a deterioração das células epiteliais priva as extremidades das fibras corneanas de tudo.

Os três métodos aqui descritos são projetados para permitir a investigação do processo de patogênese NK e regeneração axonal. São facilmente reprodutíveis e precisos. Além disso, permitem rápida recuperação e fácil monitoramento dos animais.