Keratocite corneene

Keratocitele corneene  sunt fibroblaste speciale conținute în stroma corneei ochiului. Stroma , compusă în mare parte din fibre de colagen și alte elemente ale matricei extracelulare , reprezintă 85-90% din grosimea corneei, iar keratocitele joacă un rol important în menținerea transparenței și vindecarea leziunilor. Într-o cornee sănătoasă, keratocitele sunt într-o stare calmă, iar dacă integritatea acesteia este încălcată, ele sunt activate și încep să repare daunele. Unele keratocite suferă apoptoză atunci când sunt deteriorate . [1] Eșecul procesului de vindecare poate duce la opacitatea corneei, iar necroza și creșterea apoptozei pot juca un rol în bolile distrofice corneene și în keratoconus , iar apoptoza a fost observată și în timpul intervențiilor chirurgicale oculare. În acest sens, funcțiile keratocitelor sunt studiate activ.

Originea și funcția keratocitelor corneene

Keratocitele se formează în timpul dezvoltării organismului din populația craniană a celulelor crestei neurale și apoi migrează către mezenchim. La unele specii apar două valuri de migrație: unul dă naștere endoteliului corneean , al doilea invadează stroma deja existentă, dar care nu conține încă celule , dezvoltată de epiteliu ; la alte specii, ambele populații sunt formate dintr-un singur val de migrație. În stromă, keratocitele încep să sintetizeze activ colagen de diferite tipuri (I, V, VI) și sulfat de keratan . Până la prima deschidere a ochilor, numărul de keratocite în proliferare scade la aproape zero și intră într-o stare calmă. [2]

La sfârșitul dezvoltării ochiului, în stromă se formează o rețea coordonată de keratocite unite prin procese dendritice. [3] Keratocitele în repaus sintetizează așa-numitele cristaline  , molecule cunoscute inițial pentru rolul lor în cristalinul ochiului. Ca și în cristalin, cristalinele stromale mențin, probabil, transparența optimă și refracția luminii în cornee [4] și, de asemenea, fac parte din apărarea antioxidantă a corneei. [5] A fost descrisă expresia de către keratocitele umane a cristalinelor precum ALDH1A1 , ALDH3A1 , [6] ALDH2 și TKT ( transketolaza ). Diferite specii sunt caracterizate de seturi diferite de cristaline produse în stromă. [7] Keratan sulfatul stromal poate juca mai multe roluri, inclusiv rolul de tampon dinamic care menține hidratarea optimă; [8] când sinteza sa este perturbată genetic, se dezvoltă distrofia corneeană cu pete . [9]

Un studiu a raportat că keratocitele transformă proenzima produsă în cornee [10] plasminogenul în angiostatină ; poate că acesta este unul dintre mecanismele de reducere a vascularizației corneene. [unsprezece]

Potrivit unui studiu, keratocitele produc și superoxid . [12]

Potrivit unui studiu, numărul de keratocite din corneea umană este în medie de 20.500 de celule per mm³ sau 9.600 într-o coloană de stromă de 1 mm², cea mai mare densitate celulară observată în 10% din partea superioară a stromei. Odată cu vârsta, numărul de keratocite scade, cu aproximativ 0,45% pe an. [13]

Când corneea este deteriorată, unele dintre keratocite efectuează apoptoză sub influența moleculelor secretate de stratul superior. [1] Studiile atribuie un rol semnificativ în inițierea apoptozei citokinelor IL1-alfa și TNF-alfa. Alte keratocite, ca răspuns la aceleași semnale, sunt activate, proliferează și sintetizează MMP -uri care promovează remodelarea țesuturilor. Astfel de keratocite din diferite surse se numesc fie keratocite active, fie fibroblaste, fie vorbesc despre transformarea lor într-un „fenotip reparator” ( ing.  fenotip reparator ). Cu leziuni mai severe sau în stadiile ulterioare de vindecare, unele dintre keratocite se transformă în miofibroblaste , care secretă în mod activ o serie de elemente ale matricei extracelulare. S-a dovedit a avea loc sub influența TGF-beta . Când membrana bazală este reparată, intrarea TGF-beta în stromă scade și miofibroblastele dispar. Keratocitele activate continuă să refacă matricea extracelulară de ceva timp, eliberând IL1-alfa pe cont propriu pentru a-și menține „fenotipul de reparare”.

Interesant, chiar și într-o cultură rară de keratocite, aceste celule se transformă în miofibroblaste fără adăugarea de TGF-beta, eliberând probabil acest factor de la sine din cauza pierderii contactului cu alte keratocite. [15] :133

O atenție deosebită i se acordă rolului apoptozei keratocitelor, atât „calme”, cât și activate. [1] Într-o cornee normală sănătoasă , moartea celulară programată a keratocitelor aproape nu este observată, cu toate acestea, imediat după deteriorarea stratului său superior ( epiteliu ), se observă apoptoza imediată a keratocitelor situate sub locul afectarii. [16] Există o ipoteză care explică o reacție atât de rapidă ca necesitatea de a preveni răspândirea infecției, deoarece este nevoie de până la câteva ore pentru ca celulele sistemului imunitar să se mobilizeze în cornee. [17] În cursul normal al evenimentelor, după un timp, mitoza keratocitelor din apropiere contribuie la completarea numărului acestora. [2] Apoptoza keratocitelor a fost observată în timpul intervențiilor chirurgicale, inclusiv keratotomia și chirurgia cu laser a corneei [ 18] și poate juca un rol în dezvoltarea complicațiilor postoperatorii.

Semnificație clinică

Keratocitele pot juca un rol în patogeneza diferitelor forme de distrofie a corneei. Potrivit mai multor studii, reacțiile lor sunt izbitor de abate de la norma în keratoconus. În această boală, apoptoza lor este observată departe de orice deteriorare a epiteliului , în legătură cu aceasta, a apărut ipoteza că keratoconus se datorează apoptozei excesive a keratocitelor. [douăzeci]

Potrivit unui studiu, în keratocitele îndepărtate în timpul keratoplastiei la pacienții cu keratoconus , nivelul de ARNm al uneia dintre formele de alcool dehidrogenază este redus semnificativ [19] , există și o sinteză redusă de superoxid dismutază 3 .

Datele privind numărul de keratocite din keratoconus variază: sunt raportate atât un număr redus [21] [22] [23] [24] [25] , cât și un număr crescut. [26] Atât în ​​keratoconus, cât și în ochii sănătoși, purtarea lentilelor de contact este asociată cu un număr redus de aceste celule. [21] [26]

Reacția la medicamente

O serie de studii demonstrează moartea keratocitelor sub influența chinolonelor [ 27] și mai multe celule mor atunci când integritatea stratului epitelial corneean este compromisă. [28] O altă clasă de agenți utilizați și pentru combaterea infecțiilor corneene, aminoglicozidele , provoacă doar leziuni minore keratocitelor în comparație cu chinolonele. [29]

Există raportări de cazuri de perforare a corneei, probabil asociate cu utilizarea topică a chinolonelor. [30] Un studiu afirmă că chinolonele induc expresia metaloproteinazelor matriceale ( MMP1 , MMP2 , MMP8 , MMP9 ). [31]

Titluri alternative

• „Keratoblaste” (acest termen este folosit și pentru a descrie precursorii keratinocitelor epidermice ) ( de exemplu , keratoblastele ) 
• „Fibroblasts of the cornee”, „corneal fibroblasts” ( fibroblaste corneene în engleză  )
• „Fibrocite stromale ale corneei”, „fibrocite stromale corneene” ( fibrocite stromale corneene în engleză  )
• „ Celule corneene derivate din mezenchim ”, „celule corneene de origine mezenchimatoasă” ( de exemplu, celulele corneene  derivate mezenchimatoase )
• „Celule stromale corneene”, „celule stromale corneene” ( de exemplu, celule stromale  corneene )
• (învechit) „corpusculi corneei”, „corpusculi corneei” ( ing.  corpusculi corneei )

Vezi și

• VSX1  - cu afectare a corneei, expresie crescută în keratocite;

Literatură

• Recenzii:
  • Keratocyte : West-Mays JA, Dwivedi DJ Keratocitul: celula stromală corneeană cu fenotipuri de reparare variabilă   // Int . J Biochim. Biol celular. : jurnal. - 2006. - Vol. 38 , nr. 10 . - P. 1625-1631 . - doi : 10.1016/j.biocel.2006.03.010 . — PMID 16675284 .
  • Rolul apoptozei : Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW Apoptoza în inițierea, modularea și terminarea răspunsului de vindecare a rănilor corneene   // Exp . Eye Res.  : jurnal. - 2007. - Septembrie ( vol. 85 , nr. 3 ). - P. 305-311 . - doi : 10.1016/j.exer.2007.06.009 . — PMID 17655845 .
• Colecții, cărți:
  • Rolul posibil al apoptozei keratocitelor în patogeneza keratoconusului : Keratoconus (etiologie, patogeneză, tratament medicamentos): Manual  - Sevostyanov E. N., Gorskova E. N., Ekgardt V. F. Chelyabinsk: UGMADO, 2005. - 32 p.

Note

1. ↑ 1 2 3 Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW Apoptoza în inițierea, modularea și terminarea răspunsului de vindecare a rănilor corneene   // Exp . Eye Res.  : jurnal. - 2007. - Septembrie ( vol. 85 , nr. 3 ). - P. 305-311 . - doi : 10.1016/j.exer.2007.06.009 . — PMID 17655845 .
2. ↑ 1 2 West-Mays JA, Dwivedi DJ The keratocyte: corneean stromal cell with variable repair phenotypes   // Int . J Biochim. Biol celular. : jurnal. - 2006. - Vol. 38 , nr. 10 . - P. 1625-1631 . - doi : 10.1016/j.biocel.2006.03.010 . — PMID 16675284 .
3. ↑ Müller LJ, Pels L., Vrensen GF Aspecte noi ale organizării ultrastructurale a keratocitelor corneene umane   // Invest . Oftalmol. Vis. sci. : jurnal. - 1995. - Decembrie ( vol. 36 , nr. 13 ). - P. 2557-2567 . — PMID 7499078 . Arhivat din original pe 12 ianuarie 2013. Copie arhivată (link indisponibil) . Consultat la 12 mai 2009. Arhivat din original la 12 ianuarie 2013. (nedefinit) 
4. ↑ Jester JV Cristalinele corneene și dezvoltarea transparenței celulare   // Semin . celldev. Biol. : jurnal. - 2008. - Aprilie ( vol. 19 , nr. 2 ). - P. 82-93 . - doi : 10.1016/j.semcdb.2007.09.015 . — PMID 17997336 .
5. ↑ Lassen N., Black WJ, Estey T., Vasiliou V. Rolul cristalinelor corneene în mecanismele de apărare celulară împotriva stresului oxidativ   // Semin . celldev. Biol. : jurnal. - 2008. - Aprilie ( vol. 19 , nr. 2 ). - P. 100-112 . - doi : 10.1016/j.semcdb.2007.10.004 . — PMID 18077195 .
6. ↑ Lassen N., Pappa A., Black WJ, Jester JV, Day BJ, Min E., Vasiliou V. Antioxidant function of corneal ALDH3A1 in cultured stromal fibroblasts  // Free Radic  . Biol. Med. : jurnal. - 2006. - noiembrie ( vol. 41 , nr. 9 ). - P. 1459-1469 . - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2006.08.009 . — PMID 17023273 .
7. ↑ Lista cristalinelor corneene cunoscute și  analogii lor din cristalinul ochiului
8. ↑ Funderburgh JL Keratan sulfate: structure, biosynthesis, and function  (engleză)  // Glycobiology  : journal. - 2000. - octombrie ( vol. 10 , nr. 10 ). - P. 951-958 . — PMID 11030741 .
9. ↑ DISTROFIA MACULARA, CORNEA, 1; MCDC1  (link inaccesibil)  - distrofie corneeană pete. Date din studii genetice și patoanatomice din catalogul OMIM .
10. ↑ Sinteza extrahepatică a plasminogenului în corneea umană este reglată în sus de interleukine-1alfa și -1beta. Twining SS, Wilson PM, Ngamkitidechakul C. Biochem J. 1999 mai 1;339 (Pt 3):705-12. PMID 10215610
11. ↑ Conversia diferențială a plasminogenului în angiostatină de către populațiile de celule corneene umane. Warejcka DJ, Vaughan KA, Bernstein AM, Twining SS. Mol Vis. 20 octombrie 2005;11:859-68. PMID 16270025
12. ↑ O'Brien WJ, Heimann T., Rizvi F. Expresia NADPH oxidazei și producerea de superoxid de către celulele stromale corneene umane   // Mol . Vis. : jurnal. - 2009. - Vol. 15 . - P. 2535-2543 . — PMID 19997580 .
13. ↑ Patel S., McLaren J., Hodge D., Bourne W. Densitatea normală a keratocitelor umane și măsurarea grosimii corneei prin utilizarea microscopiei confocale in vivo   // Invest . Oftalmol. Vis. sci. : jurnal. - 2001. - Februarie ( vol. 42 , nr. 2 ). - P. 333-339 . — PMID 11157863 . Arhivat din original pe 13 ianuarie 2013. Copie arhivată (link indisponibil) . Consultat la 12 mai 2009. Arhivat din original la 13 ianuarie 2013. (nedefinit) 
14. ↑ Gabbiani, Giulio; Chaponnier, Christine; Alexis Desmoulière. Repararea țesuturilor, contracția și miofibroblastul (Unitatea de informații în domeniul biotehnologiei  ) . - Berlin: Springer, 2006. - ISBN 0-387-33649-4 .
15. ↑ Wilson SE, He YG, Weng J., Li Q., ​​​​McDowall AW, Vital M., Chwang EL Leziunea epitelială induce apoptoza keratocitelor: rolul ipotetizat pentru sistemul interleukinei-1 în modularea organizării țesutului corneean și a  vindecării rănilor .)  // Exp. Eye Res.  : jurnal. - 1996. - Aprilie ( vol. 62 , nr. 4 ). - P. 325-327 . - doi : 10.1006/exer.1996.0038 . — PMID 8795451 .
16. ↑ Wilson SE, Pedroza L., Beuerman R., Hill JM Infecția cu virusul herpes simplex tip-1 a celulelor epiteliale corneene induce apoptoza keratocitelor subiacente   // Exp . Eye Res.  : jurnal. - 1997. - Mai ( vol. 64 , nr. 5 ). - P. 775-779 . - doi : 10.1006/exer.1996.0266 . — PMID 9245908 .
17. ↑ Erie JC, McLaren JW, Hodge DO, Bourne WM Deficiențe de keratoctye corneene pe termen lung după keratectomie fotorefractivă și keratomileuzis in situ cu laser  // Trans Am Ophthalmol Soc  : journal  . - 2005. - Vol. 103 . - P. 56-66; discuție 67-8 . — PMID 17057788 . Arhivat din original pe 12 octombrie 2008. Copie arhivată (link indisponibil) . Consultat la 15 mai 2009. Arhivat din original la 12 octombrie 2008. (nedefinit) 
18. ↑ 1 2 Mootha VV, Kanoff JM, Shankardas J., Dimitrijevich S. Marked reduction of alcohol dehidrogenase in keratoconus corneal fibroblasts   // Mol . Vis. : jurnal. - 2009. - Vol. 15 . - P. 706-712 . — PMID 19365573 .
19. ↑ Kim WJ, Rabinowitz YS, Meisler DM, Wilson SE Apoptoza keratocitelor asociată cu keratoconus  (neopr.)  // Exp. Eye Res. . - 1999. - noiembrie ( vol. 69 , nr. 5 ). - S. 475-481 . - doi : 10.1006/exer.1999.0719 . — PMID 10548467 .
20. ↑ 1 2 Mocan MC, Yilmaz PT, Irkec M., Orhan M. Microscopie confocală in vivo pentru evaluarea microstructurii corneene în keratoconus   // Curr . Eye Res. : jurnal. - 2008. - noiembrie ( vol. 33 , nr. 11 ). - P. 933-939 . - doi : 10.1080/02713680802439219 . — PMID 19085375 .
21. ↑ Erie JC, Patel SV, McLaren JW, Nau CB, Hodge DO, Bourne WM Densitatea keratocitelor în keratoconus. Un studiu de microscopie confocală (a)  (engleză)  // Am. J. Oftalmol. : jurnal. - 2002. - noiembrie ( vol. 134 , nr. 5 ). - P. 689-695 . — PMID 12429244 .
22. ↑ Niederer RL, Perumal D., Sherwin T., McGhee CN Scanarea laser in vivo microscopia confocală dezvăluie o inervație redusă și o reducere a densității celulare în toate straturile corneei keratoconice   // Invest . Oftalmol. Vis. sci. : jurnal. - 2008. - iulie ( vol. 49 , nr. 7 ). - P. 2964-2970 . - doi : 10.1167/iovs.07-0968 . — PMID 18579760 .  (link indisponibil)
23. ^ Ku JY, Niederer RL, Patel DV, Sherwin T., McGhee CN Scanarea laser in vivo analiza confocală a densității keratocitelor în keratoconus  // Oftalmologie  :  jurnal. - 2008. - Mai ( vol. 115 , nr. 5 ). - P. 845-850 . - doi : 10.1016/j.ophtha.2007.04.067 . — PMID 17825419 .
24. ↑ Hollingsworth JG, Efron N., Tullo AB Microscopie confocală a corneei in vivo în keratoconus  (neopr.)  // Ophthalmic Physiol Opt . - 2005. - Mai ( vol. 25 , nr. 3 ). - S. 254-260 . - doi : 10.1111/j.1475-1313.2005.00278.x . — PMID 15854073 .  (link indisponibil)
25. ↑ 1 2 Weed KH, MacEwen CJ, Cox A., McGhee CN Analiza cantitativă a microstructurii corneene în keratoconus utilizând microscopia confocală in vivo  (engleză)  // Eye  : journal. - 2007. - Mai ( vol. 21 , nr. 5 ). - P. 614-623 . - doi : 10.1038/sj.eye.6702286 . — PMID 16498438 .
26. ↑ Bezwada P., Clark LA, Schneider S. Efecte citotoxice intrinseci ale fluorochinolonelor asupra cheratocitelor corneene umane și a celulelor endoteliale  //  Curr Med Res Opin : jurnal. - 2008. - Februarie ( vol. 24 , nr. 2 ). - P. 419-424 . - doi : 10.1185/030079908X261005 . — PMID 18157922 . Arhivat din original pe 22 septembrie 2015. Copie arhivată (link indisponibil) . Consultat la 15 august 2009. Arhivat din original la 22 septembrie 2015. (nedefinit) 
27. ↑ Pollock GA, McKelvie PA, McCarty DJ, White JF, Mallari PL, Taylor HR Efectele in vivo ale fluorochinolonelor asupra corneei de iepure   // Clin . experiment. Oftalmol.  : jurnal. - 2003. - Decembrie ( vol. 31 , nr. 6 ). - P. 517-521 . — PMID 14641160 .  (link indisponibil)
28. ↑ Leonardi A., Papa V., Fregona I., Russo P., De Franchis G., Milazzo G. In vitro effects of fluoroquinolone and aminoglycoside antibiotics on human keratocytes  // Cornea  :  journal. - 2006. - ianuarie ( vol. 25 , nr. 1 ). - P. 85-90 . — PMID 16331047 .  (link indisponibil)
29. ↑ Mallari PL, McCarty DJ, Daniell M., Taylor H. Incidența crescută a perforației corneei după tratamentul topic cu fluorochinolone pentru keratita microbiană   // Am . J. Oftalmol. : jurnal. - 2001. - ianuarie ( vol. 131 , nr. 1 ). - P. 131-133 . — PMID 11162991 .
30. ↑ Reviglio VE, Hakim MA, Song JK, O'Brien TP Efectul fluorochinolonelor topice asupra expresiei metaloproteinazelor matriceale în cornee  //  BMC Ophthalmol : jurnal. - 2003. - octombrie ( vol. 3 ). — P. 10 . - doi : 10.1186/1471-2415-3-10 . — PMID 14529574 .

Link -uri

• Nigel Brookes  - imagini cu keratocite corneene.
• Dezvoltarea unei tehnologii pentru restabilirea transparenței corneei prin autotransplant de cheratocite cultivate  — un proiect inovator, lider — Maxim Gerasimov