Investigadores do ELZA, da ETH Zurich, da Universidade de Zurique e da Universidade do Sul da Florida investigam a biomecânica da córnea num modelo de rato para Ehlers-Danlos

Ter uma córnea fraca pode ser mau para a visão - e pode, em última análise, levar à cegueira, razão pela qual existem esforços intensos de investigação para compreender porque é que algumas córneas ficam fracas e outras não. Mas há um problema. Na maioria das outras doenças, os modelos de ratinhos transgénicos podem ser utilizados para compreender melhor as doenças, mas avaliar a força da córnea - ou "biomecânica" - em olhos de ratinhos é um grande desafio. Os métodos que medem a força da córnea, como a extensometria, que consiste em cortar uma tira da córnea e esticá-la numa dimensão, e avaliar a velocidade a que se estica e a força necessária para quebrar a tira, são muito mais difíceis de executar com precisão e de forma reprodutível em olhos de ratinho do que em olhos de animais maiores, como os porcos.

Mas os investigadores da ETH Zurich (www.ethz.ch), a Universidade de Zurique (www.cabmm.uzh.ch), da Universidade do Sul da Florida, e clínicos do Instituto ELZA, Zurique (www.elza-institute.com), adaptaram previamente esta abordagem às dimensões extra-pequenas dos olhos1e acrescentou agora uma técnica inovadora, a elastografia de coerência ótica (OCE), e um método de imagem avançado, a microscopia de segunda geração harmónica (SHG), a fim de comparar ratinhos com uma deficiência genética de colagénio V 2um modelo para a síndrome de Ehlers-Danlos. O colagénio V é um componente importante da parte estrutural da córnea, chamada estroma, mas os ratinhos transgénicos em que ambas as cópias do Col5a1 não se desenvolvem para além do dia embrionário 10-11. No entanto, os ratinhos heterozigóticos (Col5a1+/-) sobrevivem, sendo que as córneas destes ratinhos têm menos fibrilhas de colagénio do que as dos seus companheiros de ninhada de tipo selvagem (WT).

Com as técnicas experimentais aplicadas, os investigadores puderam avaliar a tensão na córnea - por outras palavras, a quantidade e a rapidez com que a córnea muda de forma e tamanho em resposta a uma força que lhe é aplicada. As experiências de extensometria de pequena dimensão mostraram diferenças entre os dois grupos. Em comparação com as córneas WT, as córneas heterozigotas tinham uma probabilidade 25-30% maior de se romperem durante as experiências de extensometria - algo que se observa na clínica, onde cerca de 35% dos doentes com síndrome de Ehlers-Danlos sofrem rupturas da córnea, quer espontaneamente 3 ou em resposta a um traumatismo mínimo, uma condição denominada "oculus fragilis"  4. Além disso, as córneas tornaram-se significativamente mais relaxadas após a aplicação de uma carga. Para a elastografia, todo o conjunto experimental estava contido numa câmara de pressão selada, e a força aplicada era uma alteração na pressão da câmara. As experiências de OCE mostraram que as córneas heterozigotas eram significativamente mais finas do que as córneas WT, mas capazes de suportar a mesma quantidade de tensão axial que as córneas do tipo selvagem. Após o ajuste para a espessura da córnea, isso significava que as córneas heterozigotas tinham uma rigidez mecânica maior do que as córneas do tipo selvagem. As imagens SHG indicaram que as córneas heterozigóticas apresentavam "desorganização das fibrilas, aumento da densidade das fibrilas e anomalias na organização hierárquica", em comparação com as córneas de tipo selvagem.

A primeira autora do estudo, a Dra. Sabine Kling, da ETH Zurich, explicou o significado do seu trabalho: "Demonstrámos que os tecidos podem apresentar um comportamento de deformação distinto, dependendo do tipo e da velocidade a que a carga é aplicada. Por conseguinte, um único teste de caraterização não poderia ter fornecido estas informações sobre o impacto mecânico de col5 no tecido da córnea como obtivemos aqui".

Farhad Hafezi, MD PhD afirma que "as nossas descobertas fornecem mais informações e podem ajudar a desenvolver abordagens terapêuticas em córneas frágeis".

O texto completo do artigo está disponível para leitura aqui: https://rdcu.be/cwlU1

 

Referências

  1. Hammer A, Kling S, Boldi M-O, et al. Estabelecimento de ligações cruzadas da córnea com riboflavina e uv-a na córnea do rato in vivo: análise biomecânica. Invest Ophthalmol Vis Sci. 56(11):6581-6590 (2015).
  2. Kling S, Torres-Netto EA, Abdshahzadeh H, Espana EM, Hafezi F. A insuficiência de colagénio V num modelo de rato para a síndrome de Ehlers Danlos afecta as propriedades biomecânicas viscoelásticas, explicando as córneas finas e frágeis. Sci Rep 11(1):17362. (2021).
  3. Cameron, J. A. Corneal abnormalities in Ehlers-Danlos syndrome type VI (Anomalias da córnea na síndrome de Ehlers-Danlos tipo VI). Cornea 12, 54-59 (1993).