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Estudio experimental in vitro de la acción de los inhibidores de los canales del calcio sobre los mecanismos reparativos de los fibroblastos humanos en la cirugía ocular

Gonzalvo Ibáñez, Francisco José
Honrubia López, Francisco Manuel (dir.) ; Pablo Júlvez, Luis Emilio (dir.) ; Pinilla Lozano, Isabel (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2003
(Cirugía, Ginecología y Obstetricia)


Resumen: El glaucoma es la tercera causa de ceguera en el mundo (1). Estimaciones recientes sobre la prevalencia a nivel mundial calculaban que en el año 2000 más de 67 millones de personas presentarían glaucoma primario, y más de 6 millones padecerían ceguera bilateral por dicha causa. En los países desarrollados, menos del 50% de las personas que padecen glaucoma saben que sufren la enfermedad. En los países en vías de desarrollo, la tasa de conocimiento es aún menor (2).
Quigley, siguiendo metodología metaanalítica, estimó que en el año 2000 aproximadamente 68 millones de personas padecerían glaucoma en todo el mundo. En este mismo momento, sólo en los Estados Unidos casi 3 millones de personas padecerían glaucoma, y unas 130.000 serían legalmente ciegas por esta enfermedad (3). Según estadísticas correspondientes a este país, cada año se detectan más de 300.000 nuevos casos de glaucoma, más de 900.000 norteamericanos sufren algún tipo de limitación visual por esta causa y, aunque la mayoría de los ojos que pierden visión por la enfermedad no se convierten en legalmente ciegos, el glaucoma ocasiona anualmente el 12% de las nuevas cegueras legales (4).
Las consecuencias sociales y económicas del glaucoma son importantes. Alrededor del 8,5% de las visitas de pacientes a la consulta oftalmológica son por causa del glaucoma. Los gastos anuales de tratamiento médico en Estados Unidos ascienden a 420 millones de dólares al año y si se incluyen los gastos por consultas médicas, el gasto asciende a 900 millones de dólares. Otros 1.900 millones se perdieron en horas de trabajo (3, 4). Estas cifras demuestran la relevancia del glaucoma como un problema de salud pública.
En el año 1992, Fuchs (5) presentó su trabajo sobre la ceguera por causa del glaucoma en Dinamarca, estimando que el 4-5% de la población glaucomatosa era ciega, lo que suponía una incidencia anual de 7 personas por cada 100.000 habitantes mayores de 65 años. Según Rosenberg (6), el 5% de los ciegos de este país en 1996 lo eran por glaucoma.
En el año 1998, Hattenhauer (7) realizó un estudio retrospectivo en los Estados Unidos sobre 295 pacientes con glaucoma de ángulo abierto, y estimó la probabilidad acumulada de ceguera por dicha enfermedad. La probabilidad acumulada de ceguera por glaucoma tras 20 años de seguimiento era, en al menos un ojo, del 27% y, en ambos ojos, del 9%. La probabilidad acumulada de ceguera en pacientes con hipertensión ocular
tratada tras ese mismo periodo de seguimiento era, en al menos un ojo, del 14% y, en ambos ojos, del 4%.
El glaucoma es raro en niños e infrecuente en jóvenes, pero su frecuencia aumenta progresivamente en pacientes de mayor edad. De un 0,4 a un 1,6% de la población mayor de 40 años padece disminución de la agudeza visual por glaucoma (8). La prevalencia de la enfermedad glaucomatosa en mayores de 70 años es del 1 al 4% (9).
En España la prevalencia de glaucoma se sitúa entre el 1-2%, aumentando al 3-4% en mayores de 70 años y al 10% si los padres padecen la enfermedad. Un octavo de los casos de ceguera son debidos a esta enfermedad. En nuestro país el glaucoma, la retinopatía diabética y los traumatismos oculares son las principales causas de ceguera permanente (10). En Aragón, considerando el progresivo envejecimiento de la población, superior a la media nacional, se puede estimar que la incidencia y prevalencia del glaucoma debe ser todavía superior, y se incrementará en un futuro próximo (11).
El tratamiento inicial del glaucoma es habitualmente médico y se basa en la administración de medicación hipotensora tópica. Si esta modalidad terapeútica no logra el control de la enfermedad, el segundo paso puede ser el tratamiento con láser (trabeculoplastia) o el tratamiento quirúrgico, usando técnicas de cirugía filtrante, siendo la más usada en la actualidad la trabeculectomía (12, 13). Esta estrategia es cuestionada por diversos autores y, actualmente, se tiende a una indicación más precoz del tratamiento quirúrgico (14, 15).
El fundamento de la trabeculectomía consiste en crear una comunicación que permita el paso del humor acuoso desde la cámara anterior del ojo al espacio subconjuntival y luego a la película lagrimal o a los vasos conjuntivales, en cantidad suficiente para conseguir una reducción adecuada de la presión intraocular (PIO) (16, 17).
La trabeculectomía consigue una tasa de éxitos elevada en el glaucoma crónico simple. Desafortunadamente, existe un grupo de pacientes que no logran un control adecuado de su PIO tras las medidas de tratamiento indicadas, con lo que el nervio óptico, y por lo tanto la visión, evolucionan hacia un deterioro progresivo (18-20). Este grupo está formado fundamentalmente por los denominados glaucomas de "alto riesgo" entre los que se encuentran el glaucoma congénito, el juvenil, el postraumático, el inflamatorio, el glaucoma del afáquico o el fracaso de una cirugía filtrante previa (21-23) .
Estudios histológicos realizados en humanos y animales de experimentación sugieren que la principal causa del fracaso de la trabeculectomía se debe a la formación de tejido fibrovascular denso en el área de la intervención (24-28). El proceso de cicatrización que provoca la acumulación de este tejido es consecuencia de la migración,
proliferación celular y formación de neovasos que se acompaña del depósito de material extracelular y su posterior contracción (29-31). Por ello, es razonable pensar que los agentes que puedan interferir en el desarrollo de alguna de las fases de la cicatrización, podrían inhibir una espuesta cicatricial excesiva sobre el área quirúrgica, consiguiendo una mayor y más prolongada eficacia de la técnica filtrante (32).
En los glaucomas de alto riesgo el proceso cicatricial postquirúrgico se manifiesta de forma más intensa, ya sea por la presencia de un proceso cicatricial previo, la existencia de células inflamatorias en el área quirúrgica o una respuesta elevada a la agresión (26-28). Todos estos pacientes son candidatos preferentes a la cirugía del glaucoma con antimetabolitos.
La mitomicina C (MMC) y el 5-fluorouracilo (5-FU) son actualmente los agentes más empleados en la cirugía filtrante del glaucoma por su potencial capacidad inhibitoria de los procesos cicatriciales (33-34). Un notable porcentaje de fracasos en la cirugía filtrante del glaucoma, sobre todo en los casos de alto riesgo, ha sido solucionado con la aplicación de estos antimitóticos. Sin embargo, la irreversibilidad de sus acciones, las dudas en su dosificación y la aparición de algunas complicaciones severas hacen necesaria la búsqueda de procedimientos alternativos (35-38).
Los inhibidores de los canales del calcio (ICC) son un amplio y heterogéneo grupo de fármacos, sobre los que se tiene una prolongada experiencia en el tratamiento de diversos procesos, principalmente del aparato cardiovascular (39). Estos fármacos actúan inhibiendo la entrada de calcio (Ca++) al interior del citoplasma a través de los canales del Ca++ dependientes de voltaje (39-41). El catión Ca++ juega un papel central en diferentes puntos del proceso cicatricial (42). El Ca++ intracelular se une a la Calmodulina (Cm), formando el complejo Ca++-Calmodulina (CaCm), principal mediador de los efectos del Ca++ en el interior celular. Algunos ICC han demostrado además un efecto inhibidor directo sobre el CaCm (43). Diferentes estudios han demostrado la capacidad de varios ICC como inhibidores de la proliferación de diferentes estirpes celulares (42, 44-46).
La necesidad del presente estudio de investigación deriva del problema planteado por los fracasos en la cirugía filtrante en ciertos tipos de glaucoma y de la necesidad de buscar nuevos agentes con efecto antiproliferativo, más seguros en cuanto a su modo de utilización, con menor número de complicaciones y una eficacia al menos similar a los actualmente utilizados.
La investigación de los sucesos que acontecen a nivel celular en el proceso de cicatrización ha conducido al desarrollo de sistemas celulares aislados o cultivos de células. Estos sistemas han utilizado fibroblastos oculares humanos (42, 47-58),
fibroblastos humanos de origen extraocular (59, 60) y otros tipos de células oculares humanas (61-63). En modelos animales se han utilizado fibroblastos oculares (64-70), fibroblastos animales extraoculares (71) y otras estirpes celulares oculares animales (70, 72, 73). Los modelos de reparación in vitro utilizados consisten básicamente en la producción de lesiones en cultivos de células en monocapa. Este modelo, con pequeñas variantes, se ha utilizado en diferentes estirpes celulares como células del endotelio vascular, queratinocitos, células epiteliales y fibroblastos humanos de origen ocular (64, 74-77).
La aplicación de los ICC sobre el cultivo fibroblástico y sobre un modelo de reparación fibroblástica in vitro, posibilita el estudio de las concentraciones exactas a las que estos fármacos son capaces de inhibir los diferentes procesos implicados en la reparación tisular, conocer su toxicidad, su interferencia sobre la viabilidad y proliferación celular, y permite establecer las dosificaciones adecuadas para su aplicación futura en un modelo experimental in vivo.
CONCLUSIONES:
1ª. En nuestro modelo de lesión experimental in vitro sobre monocapas confluentes de fibroblastos humanos de cápsula de Tenon, los fármacos trifluoperazina, diltiazem, verapamilo, mibefradil, nicardipino, nifedipino, nimodipino, nitrendipino y nisoldipino inhibieron la migración fibroblástica en un rango de concentraciones que osciló entre 5·10-5 M y 7,5·10-6 M a las 18 horas, entre 5·10-5 M y 5·10-6 M a las 24 horas y entre 2,5·10-5 M y 10-6 M a las 48 horas.
2ª. Trifluoperazina, diltiazem, verapamilo, mibefradil, nicardipino, nifedipino, nimodipino, nitrendipino y nisoldipino inhibieron la proliferación fibroblástica in vitro cuantificada mediante la prueba colorimétrica del WST-1 en un rango de concentraciones que osciló entre 2,5·10-5 M y 10-6 M a las 18 y 24 horas, y entre 10-5 M y 10-6 M a las 48 horas.
3ª. Trifluoperazina, diltiazem, verapamilo, mibefradil, nicardipino, nifedipino, nimodipino, nitrendipino y nisoldipino inhibieron la adhesividad fibroblástica in vitro cuantificada mediante la prueba colorimétrica del WST-1 con un rango de concentraciones que osciló entre 2,5·10-5 M y 5·10-7 M tras 24 horas de exposición.
4ª. Las concentraciones de verapamilo 10-4 M, de diltiazem 7,5·10-5 M, de nifedipino 5·10-5 M, de trifluoperazina, nicardipino, nimodipino y nitrendipino 2,5·10-5 M y de nisoldipino y mibefradil 10-5 M redujeron significativamente la viabilidad fibroblástica tras 4 horas de exposición.
5ª. Las alteraciones citológicas inducidas por trifluoperazina, diltiazem, verapamilo, mibefradil, nicardipino, nifedipino, nimodipino, nitrendipino y nisoldipino se limitaron a la aparición de cariorrexis, alteraciones en la morfología citoplásmica y alteraciones derivadas de la inhibición de la adhesividad. No se evidenciaron fenómenos de anisocariosis, ni mitosis anómalas o alteraciones nucleolares. Las alteraciones fueron detectables únicamente en concentraciones 7,5·10-5 M.
6ª. El modelo de lesión experimental in vitro, consistente en la realización de soluciones de continuidad circulares mediante una punta rotante de material plástico sobre monocapas confluentes de fibroblastos humanos de cápsula de Tenon, y su posterior seguimiento mediante fotografías digitalizadas supone un modelo experimental útil para el estudio de los fenómenos de migración y proliferación fibroblásticas in vitro, y para el estudio de los efectos que diferentes drogas puedan inducir sobre éstas.
7ª. En nuestro estudio las concentraciones de trifluoperazina 7,5·10-5 M a las 18 horas, diltiazem 10-4 M y 7,5·10-5 M a las 18 y 48 horas respectivamente, verapamilo y mibefradil 10-4 M a las 18 horas y nicardipino 10-4 M y 7,5·10-5 M a las 18 y 24 horas respectivamente, indujeron una alteración en la monocapa fibroblástica que impidió su posterior estudio.
8ª. En las condiciones y períodos de tiempo considerados en el estudio nicardipino y nimodipino son estables frente a luz de vapor sodio y luz de fluorescente, mientras que muestran un proceso de degradación al ser expuestos a luz solar. Nisoldipino es estable frente a la luz de vapor de sodio presentando procesos de descomposición cuando es expuesto a iluminación solar y de fluorescente. La manipulación de nicardipino, nimodipino y nisoldipino debe realizarse bajo iluminación proveniente de luz de vapor de sodio.
9ª. Los resultados del presente estudio ponen de manifiesto una acción antiproliferativa de los inhibidores de los canales del calcio con posible aplicación en la cirugía filtrante del glaucoma.


Resumen (otro idioma): 

Pal. clave: oftalmología ; cirugía ocular ; glaucoma

Área de conocimiento: Oftalmología

Departamento: Cirugía, Ginecología y Obstetricia

Nota: Presentado: 14 06 2003
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Cirugía, Ginecología y Obstetricia, 2003



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