endotélio

o endotélio da córnea constitui a camada mais interna da córnea, separando – a do humor aquoso na câmara anterior do olho (Fig. 61.1). O endotélio consiste de uma única camada (aproximadamente 4 µm) de células epiteliais escamosas, que são caracterizadas pela expressão distinta de bombas iônicas como Na+/K+/ATPase e proteína de junção apertada como ZO-1 (Tabela 61.1). Esta camada serve como uma barreira para manter o estado adequado de desidratação da córnea através de um mecanismo de vazamento de bomba .

perda ou disfunção das células endoteliais da córnea (CECs) cria acumulação excessiva de fluido na córnea, resultando em inchaço progressivo, desorganização estromal, transparência reduzida e visão debilitada . As principais causas de perda e disfunção endotelial da córnea são distrofia endotelial, trauma/cirurgia, ou uveíte anterior crônica. A distrofia endotelial da córnea do Fuchs e a distrofia endotelial hereditária congénita estão entre as distrofias endoteliais da córnea mais comuns causadas por mutações genéticas e potenciais factores ambientais . Outra causa frequente de distrofia endotelial, Queratopatia touro pseudofáquica, é induzida por danos no endotélio durante a cirurgia da catarata. A Diabetes e o envelhecimento também são fatores de risco significativos para a perda endotelial da córnea.ao contrário das células epiteliais que podem ser reparadas pela proliferação, os Cecas adultos têm capacidade proliferativa limitada. Em vez disso, as células endoteliais tendem a reparar deslizando para a área de lesão e ampliação das células adjacentes. Embora este mecanismo mantenha a barreira endotelial da córnea após lesão, também reduz a densidade celular endotelial e altera sua morfologia hexagonal e capacidade de bombeamento. Quando a redução da densidade celular atinge um intervalo de 500-1000 células/mm2 ou menos, a única opção terapêutica disponível é o transplante parcial ou completo de córnea . Atualmente, o transplante de córnea para perda endotelial é responsável por 60% de todos os transplantes de córnea realizados nos Estados Unidos .para superar a escassez de dadores de tecidos da córnea acima descrita, os esforços iniciais concentraram-se no isolamento e na expansão ex vivo dos Pec primários. A primeira cultura bem sucedida dos cecos humanos foi relatada em 1965 . Desde então, várias modificações em técnicas de isolamento, substratos de matriz extracelular e meios de cultura foram desenvolvidos para superar a capacidade de propagação limitada das células e a perda do fenótipo CEC na cultura . Por exemplo, Okumura et al. examinou a expressão de diferentes isoformas de laminina na córnea e identificou a laminina-511 e 521 como as formas predominantes de laminina Em Dm adulto . Usando estas duas lamininas como substrato para a cultura in vitro de CEC humanos, elas conseguiram melhorar significativamente o apego, Sobrevivência e expansão dos CEC . Outros grupos tentaram cultivar Cécies humanas em DMs derivados de dadores humanos como substratos. A vantagem desta abordagem é que imita o ambiente da córnea in vivo para alcançar a manutenção e crescimento adequados da CEC . A importância da DM no apoio à expansão da CEC foi também confirmada por um estudo recente realizado num modelo de lesão endotelial da córnea do coelho. Através disso, foi demonstrado que a ausência de migração native CEC e regeneração da córnea prejudicada DM .apesar das vantagens, o uso de andaimes complica a entrega na córnea, necessitando de procedimentos cirúrgicos elaborados. Uma abordagem muito mais simples seria entregar os PEC em suspensão celular. A injecção de células em suspensão permitiria métodos de fabrico mais simples e, teoricamente, seria menos invasiva . No entanto, esta abordagem aumenta o risco de remoção de células injetadas pelo fluxo de humor aquoso, limitando a sobrevivência celular e o enxerto na córnea. Dois métodos desenvolvidos para melhorar o fornecimento de suspensões celulares no endotélio da córnea incluem o uso de campos magnéticos guiados e a coinjeção de células com um inibidor de rocha. Para a entrega de células magnéticas, CECs são rotulados com partículas magnéticas e entregues à localização apropriada na superfície posterior da córnea com a ajuda de um íman externo . Em um exemplo recente, CECs foram rotulados com nanopartículas superparamagnéticas e injetados na câmara ocular anterior de coelhos adultos com lesão CEC. Da mesma forma que a CCE nativa, as células injetadas formavam uma monocamada e restauravam a transparência da córnea sem quaisquer efeitos adversos . Alternativamente, Okumura et al. usou a coinjeção dos CEC com o inibidor de rocha Y27632 para aumentar a sobrevivência e proliferação da CEC. Esta abordagem resultou em um melhor enxerto das células e melhora a recuperação da Transparência da córnea em um modelo de coelho de lesão da córnea . Estes efeitos salutares foram confirmados num modelo macaco de distrofia da córnea endotelial , conduzindo ao início de estudos clínicos em seres humanos. Em 2018, o mesmo grupo relatou os resultados do transplante de Pec, em combinação com o ROCK inibidor, em 11 pacientes de bolhosas queratopatía; mais de 80% dos doentes tratados mostrou recuperação da espessura da córnea e melhor acuidade visual de 24 semanas após o tratamento . Este estudo forneceu a primeira evidência clínica de que o transplante minimamente invasivo de CECs humanos cultivados pode ser utilizado como uma nova opção terapêutica para tratar a disfunção endotelial da córnea. Ao mesmo tempo, levantou questões relativas à evolução futura desta abordagem. Estas incluem a necessidade de determinar um doador adequado faixa etária para a produção de alta qualidade transplantable CECs, o mecanicista contribuição de ROCK inibidor para os resultados clínicos, a exata dosagem de células, para equilibrar a eficácia e a segurança, e o desenvolvimento de um meio de controlar o destino dos entregue células após o transplante . Além disso, a disponibilidade limitada de Pec de doadores de alta qualidade e a capacidade limitada das células para expandir in vitro estão a pausar alguns desafios significativos para a tradução clínica desta abordagem.

Por esta razão, vários grupos têm tentado gerar células semelhantes a CEC a partir de fontes alternativas de células estaminais, tais como MSCs, células derivadas da pele, células estromais da córnea, e PSCs . Estes estudos aplicaram a nossa compreensão actual do desenvolvimento embrionário dos Cect, isolando as populações de progenitores de CEC putativos, tais como NCC, das células primárias e diferenciando-as para células mais maduras do tipo CEC. Por exemplo, as células do estroma da córnea e os precursores derivados da pele que contêm NCC foram isolados e cultivados na presença de ácido retinóico e inibidor da GSK 3β (activador da via de sinalização Wnt) para induzir células semelhantes à CEC. Estas células mostraram a regulação do Pitx2, um fator chave de transcrição para o desenvolvimento do segmento ocular anterior, bem como a regulação dos marcadores CEC Atp1a1 e Cdh2. Importante, as células exibiram características funcionais dos CEC, tais como a função da bomba. Quando as células foram transplantadas usando uma folha de colágeno como um portador, eles restauraram a visão em um modelo de coelho de Queratopatia . Usando uma abordagem semelhante, Shen et al. precursores diferenciados derivados da pele por copulação com B4G12, uma linha CEC humana imortalizada. Dentro de uma semana de diferenciação, as células exibiram uma expressão marcada de marcadores CEC típicos. A transplantação destas células resultou na recuperação bem sucedida da espessura da córnea e da Transparência da córnea em ambos os modelos de coelhos e macacos de distrofia endotelial da córnea .

NCC também pode ser gerado in vitro a partir de PSCs, oferecendo uma fonte ilimitada e expansível de células para aplicação clínica. Zhang et al. reported the differentiation of human ESCs to periocular mesenchymal precursor cells (POMPs), a subtype of NCC, by transwell coculture with human corneal stromal cells. Estas POMPs induzidas foram cultivadas em meios condicionados a partir de células epiteliais de Lentes, e a diferenciação foi confirmada através do teste da expressão genética de marcadores CEC típicos, tais como N-Cadherin, FoxC1 e PITX2. Para enriquecer as células semelhantes à CCE, as células foram então separadas e semeadas com base numa matriz decelularizada da córnea suína seguida de um transplante bem sucedido e de uma indução da reparação da córnea num modelo de distrofia da córnea de coelho .para evitar a utilização de material xenogeneico a partir de córneas descelularizadas, abordagens recentes utilizam compostos moleculares pequenos e factores de crescimento livres de xeno para induzir o destino das células CCE. Vários grupos, por exemplo, demonstraram uma diferenciação entre PCSC e NCC após a inibição da via TGFß/SMAD . Estes NCC foram então cultivados em meios contendo PDGF-BB e Dkk2, o que induziu as células a adquirir a aparência hexagonal e expressar marcadores moleculares de células CEC . É importante que as células possam depositar colagénio gerando um DM gerado in vitro e expressando os principais componentes da função da bomba endotelial da córnea, tais como Na+K+ATPasea1 . Embora promissor, o aspecto funcional destas células CEC derivadas do PSC aguarda uma investigação mais aprofundada. Algumas questões críticas futuras incluem a capacidade destas células CEC derivadas do PSC para funcionar como uma barreira com fuga e manter o estado de desidratação da córnea, bem como a exploração de seu potencial terapêutico in vivo.