endoteliul

endoteliul cornean constituie stratul cel mai interior al corneei, separându-l de umoarea apoasă din camera anterioară a ochiului (Fig. 61.1). Endoteliul este format dintr-un singur strat (aproximativ 4 centimm) de celule epiteliale scuamoase, care se caracterizează prin expresia distinctă a pompelor ionice, cum ar fi Na+/K+/ATPaza și proteina de joncțiune strânsă, cum ar fi ZO-1 (Tabelul 61.1). Acest strat servește ca o barieră pentru a menține starea adecvată de deshidratare a corneei printr-un mecanism de scurgere a pompei .

pierderea sau disfuncția celulelor endoteliale corneene (CECs) creează acumularea de lichid în exces în cornee, ducând la umflarea progresivă, dezorganizarea stromală, transparența redusă și afectarea vederii . Principalele cauze ale pierderii și disfuncției endoteliale corneene sunt distrofia endotelială, trauma/chirurgia sau uveita anterioară cronică. Distrofia corneană endotelială a lui Fuchs și distrofia endotelială ereditară congenitală sunt printre cele mai frecvente distrofii endoteliale corneene cauzate de mutații genetice și potențiali factori de mediu . O altă cauză frecventă a distrofiei endoteliale, keratopatia buloasă pseudofakică, este indusă de deteriorarea endoteliului în timpul operației de cataractă. Diabetul și îmbătrânirea sunt, de asemenea, factori de risc semnificativi pentru pierderea endotelială a corneei.spre deosebire de celulele epiteliale care se pot repara prin proliferare, cec-urile adulte au o capacitate proliferativă limitată. În schimb, celulele endoteliale tind să se repare prin alunecarea spre zona de rănire și mărirea celulelor adiacente. Deși acest mecanism menține bariera endotelială corneană după leziune, reduce și densitatea celulelor endoteliale și le modifică morfologia hexagonală și capacitatea de pompare. Când reducerea densității celulare atinge un interval de 500-1000 celule / mm2 sau mai puțin, singura opțiune terapeutică disponibilă este transplantul cornean parțial sau complet . În prezent, transplantul de cornee pentru pierderea endotelială reprezintă 60% din toate transplanturile de cornee efectuate în Statele Unite .

pentru a depăși deficitul de donatori de țesut cornean descris mai sus, eforturile inițiale s-au concentrat pe izolarea și extinderea ex vivo a CEC-urilor primare. Prima cultură de succes a CEC-urilor umane a fost raportată în 1965 . De atunci, au fost dezvoltate mai multe modificări în tehnicile de izolare, substraturile matricei extracelulare și mediile de cultură pentru a depăși capacitatea limitată de propagare a celulelor și pierderea fenotipului CEC în cultură . De exemplu, Okumura și colab. a examinat expresia diferitelor izoforme de laminină în cornee și a identificat laminina-511 și 521 ca forme predominante de laminină la DM adult . Folosind aceste două laminine ca substrat pentru cultura in vitro a CEC-urilor umane, au reușit să îmbunătățească semnificativ atașarea, supraviețuirea și extinderea cec-urilor . Alte grupuri au încercat să cultive cec–uri umane pe DMs derivate din donatori umani ca substraturi. Avantajul acestei abordări este că imită mediul cornean in vivo pentru a obține o întreținere și o creștere corespunzătoare a CEC . Importanța DM în susținerea extinderii CEC a fost confirmată și de un studiu recent realizat pe un model de leziune endotelială corneană de iepure. Prin aceasta, s-a demonstrat că absența DM a afectat migrația cec nativă și regenerarea corneei .în ciuda avantajelor, utilizarea schelelor complică livrarea în cornee, necesitând proceduri chirurgicale elaborate. O abordare mult mai simplă ar fi livrarea cec-urilor în suspensie celulară. Injectarea celulelor în suspensie ar permite metode de fabricație mai simple și teoretic ar fi mai puțin invazive . Cu toate acestea, această abordare crește riscul de îndepărtare a celulelor injectate prin fluxul de umor apos, limitând supraviețuirea celulelor și grefarea în cornee. Două metode dezvoltate pentru a îmbunătăți livrarea suspensiilor celulare în endoteliul cornean includ utilizarea livrării ghidate de câmp magnetic și coinjecția celulelor cu un inhibitor de rocă. Pentru livrarea celulelor magnetice, cec – urile sunt etichetate cu particule magnetice și livrate în locația corespunzătoare de pe suprafața corneei posterioare cu ajutorul unui magnet extern . Într-un exemplu recent, cec-urile au fost etichetate cu nanoparticule superparamagnetice și injectate în camera oculară anterioară a iepurilor adulți cu leziuni CEC. Similar cu CEC nativ, celulele injectate au format un monostrat și au restabilit transparența corneei fără efecte adverse . Alternativ, Okumura și colab. coinjectarea cec-urilor cu inhibitorul de rocă Y27632 pentru a spori supraviețuirea și proliferarea CEC. Această abordare a dus la o mai bună grefare a celulelor și la o recuperare îmbunătățită a transparenței corneene într-un model de iepure de leziuni corneene . Aceste efecte Salutare au fost confirmate într-un model de maimuță de distrofie endotelială corneană , ceea ce a dus la inițierea studiilor clinice la om. În 2018, același grup a raportat rezultatele transplantului de CECs, în combinație cu inhibitor de rocă, la 11 pacienți cu keratopatie buloasă; mai mult de 80% dintre pacienții tratați au prezentat recuperarea grosimii corneei și îmbunătățirea acuității vizuale la 24 de săptămâni după tratament . Acest studiu a furnizat primele dovezi clinice că transplantul minim invaziv de cec umane cultivate poate fi utilizat ca o nouă opțiune terapeutică pentru tratarea disfuncției endoteliale corneene. În același timp, a ridicat întrebări cu privire la dezvoltarea viitoare a acestei abordări. Acestea includ necesitatea de a determina o gamă adecvată de vârstă a donatorului pentru producerea de cec-uri transplantabile de înaltă calitate, contribuția mecanică a inhibitorului de rocă la rezultatele clinice, dozarea precisă a celulelor pentru a echilibra eficacitatea și siguranța și dezvoltarea unui mijloc de urmărire a soarta celulelor livrate după transplant . În plus, disponibilitatea limitată a CEC-urilor donatoare de înaltă calitate și capacitatea limitată a celulelor de a se extinde in vitro reprezintă o întrerupere a unor provocări semnificative pentru traducerea clinică a acestei abordări.din acest motiv, mai multe grupuri au încercat să genereze celule asemănătoare CEC din surse alternative de celule stem, cum ar fi MSC, celule derivate din piele, celule stromale corneene și PSC . Aceste studii au aplicat înțelegerea noastră actuală a dezvoltării embrionare a CEC – urilor prin izolarea populațiilor progenitoare cec presupuse, cum ar fi NCC-urile, de celulele primare și diferențierea acestora cu celule CEC mai mature. De exemplu, celulele stromei corneene și precursorii derivați din piele care conțin NCC au fost izolați și cultivați în prezența acidului retinoic și a inhibitorului GSK 3 al căii de semnalizare WNT (activator al căii de semnalizare Wnt) pentru a induce celule asemănătoare CEC. Aceste celule au apărutreglementarea Pitx2, un factor cheie de transcripție pentru dezvoltarea segmentului ocular anterior, precum și reglarea ascendentă a markerilor CEC Atp1a1 și Cdh2. Important, celulele au prezentat caracteristici funcționale ale CEC – urilor, cum ar fi funcția pompei. Când celulele au fost transplantate folosind o foaie de colagen ca purtător, au restabilit vederea într-un model de iepure de keratopatie . Folosind o abordare similară, Shen și colab. precursori derivați din piele diferențiați prin coculturarea cu B4G12, o linie CEC umană imortalizată. În decurs de 1 săptămână de la diferențiere, celulele au prezentat expresia marcată a markerilor tipici CEC. Transplantul acestor celule a dus la recuperarea cu succes a grosimii corneei și a transparenței corneei atât la modelele de iepure, cât și la cele de maimuță ale distrofiei endoteliale corneene .NCC-urile pot fi, de asemenea, generate in vitro din CSP, oferind o sursă nelimitată și extensibilă de celule pentru aplicare clinică. Zhang și colab. a raportat diferențierea ces umane la celulele precursoare mezenchimale perioculare (POMPs), un subtip de NCCs, prin cocultura transwell cu celule stromale corneene umane. Aceste pompe induse au fost cultivate în medii condiționate din celulele epiteliale ale lentilelor, iar diferențierea a fost confirmată prin testarea expresiei genetice a markerilor tipici CEC, cum ar fi n-Cadherin, FoxC1 și PITX2. Pentru a se îmbogăți pentru celulele asemănătoare CEC, celulele au fost apoi sortate și însămânțate pe o matrice corneană porcină decelularizată urmată de transplantul cu succes și inducerea reparației corneei într-un model de iepure de distrofie corneană .

pentru a evita utilizarea materialului xenogen din corneele decelularizate, abordările recente utilizează compuși cu molecule mici și factori de creștere fără xeno pentru a induce soarta celulelor CEC. Mai multe grupuri, de exemplu, au demonstrat diferențierea CSP-urilor față de NCC-uri în urma inhibării căii TGF/Smad . Aceste NCC-uri au fost apoi cultivate în medii care conțin PDGF-BB și Dkk2, care au indus celulele să dobândească aspectul hexagonal și să exprime markeri moleculari ai celulelor CEC . Important, celulele ar putea depune colagen generând un DM generat in vitro și au exprimat componente majore ale funcției pompei endoteliale corneene, cum ar fi Na+K+ATPasea1 . Deși promițătoare, aspectul funcțional al acestor celule CEC derivate din PSC așteaptă investigații suplimentare. Unele întrebări critice viitoare includ capacitatea acestor celule asemănătoare CEC derivate din PSC de a funcționa ca o barieră scurgeră și de a menține starea de deshidratare a corneei, precum și explorarea potențialului lor terapeutic in vivo.