Queratocito corneal

Los queratocitos corneales ( fibroblastos corneales ) son fibroblastos especializados que residen en el estroma . Esta capa corneal , que representa aproximadamente el 85-90% del grosor de la córnea, está formada por laminillas de colágeno muy regulares y componentes de la matriz extracelular. Los queratocitos juegan el papel principal en mantenerlo transparente, curar sus heridas y sintetizar sus componentes. En la córnea imperturbada, los queratocitos permanecen latentes y entran en acción después de cualquier tipo de lesión o inflamación. Algunos queratocitos subyacentes al sitio de la lesión, incluso uno leve, sufren apoptosis inmediatamente después de la lesión. [1]Cualquier falla en el proceso de curación orquestado con precisión puede nublar la córnea, mientras que la apoptosis excesiva de queratocitos puede ser parte del proceso patológico en los trastornos degenerativos de la córnea como el queratocono , y estas consideraciones impulsan la investigación en curso sobre la función de estas células.

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Movimiento de los queratocitos

Los queratocitos se derivan en el desarrollo de la población craneal de células de la cresta neural , de donde migran para asentarse en el mesénquima . En algunas especies, la migración desde la cresta neural se produce en dos oleadas: la primera da a luz al endotelio corneal y la segunda invade el anlage del estroma secretado por el epitelio desprovisto de células; en otras especies, ambas poblaciones provienen de una sola ola de migración. Una vez asentados en el estroma, los queratocitos comienzan a sintetizar moléculas de colágeno de diferentes tipos (I, V, VI) y queratán sulfato . En el momento en que se abren los ojos después del nacimiento, la proliferación de queratocitos casi ha terminado y la mayoría de ellos se encuentran en estado inactivo. [2]

Al final del desarrollo del ojo, se establece una red de queratocitos interconectados en la córnea, con dendritas de células vecinas en contacto entre sí. [3] Los queratocitos inactivos sintetizan las llamadas cristalinas , conocidas principalmente por su papel en el cristalino . Se cree que las cristalinas corneales, como las del cristalino, ayudan a mantener la transparencia y la refracción óptima. [4] También son parte de la defensa antioxidante de la córnea. [5] Las cristalinas expresadas por los queratocitos humanos son ALDH1A1 , ALDH3A1 , [6] ALDH2 y TKT. Diferentes conjuntos de cristalinos son típicos de distintas especies. [7] Se cree que el sulfato de queratán producido por los queratocitos ayuda a mantener una hidratación corneal óptima; [8] la alteración genética de su síntesis conduce a la distrofia corneal macular . [9]

Según un estudio, la densidad media de queratocitos en el estroma humano es de aproximadamente 20500 células por mm 3 , o 9600 en una columna de 1 mm 2 de sección. La mayor densidad se observa en el 10% superior del estroma. El número de queratocitos disminuye con la edad, a una tasa de aproximadamente 0,45% por año. [10]

Después de una lesión en la córnea, algunos queratocitos sufren apoptosis, provocada por las moléculas de señalización secretadas por las capas superiores, como IL1 alfa y TNF-alfa . Otros queratocitos vecinos, cuando actúan sobre ellos las mismas moléculas, se activan, proliferan y comienzan a sintetizar metaloproteinasas de matriz que provocan la remodelación tisular. Estas células activadas se designan en diferentes fuentes como "queratocitos activos" o "fibroblastos" o se dice que asumen un "fenotipo de reparación". Después de lesiones más graves o en las etapas avanzadas del proceso de curación, varios queratocitos se transforman en miofibroblastos que secretan activamente componentes de la ECM ; Se cree que esta transformación es causada por TGF-beta . Tan pronto como se restaura la membrana basal del epitelio corneal , la entrada de TGF beta en el estroma disminuye drásticamente y los miofibroblastos desaparecen, después de lo cual los queratocitos activados restantes continúan durante algún tiempo para remodelar la matriz extracelular, secretando IL1-alfa para mantener su " fenotipo de reparación ". [1]

La apoptosis de los queratocitos, ya sea en estado inactivo o activo, es un proceso que atrae especial atención. En una córnea sana, la muerte celular programada es una ocasión rara, pero inmediatamente después de una lesión en la capa superior, los queratocitos directamente debajo del sitio de la lesión cometen apoptosis. [11] Una hipótesis explica una reacción tan rápida por la necesidad de detener la posible infección para que no se propague a la córnea, porque debido a las limitaciones del sistema inmunológico ocular, las células inmunitarias tardan varias horas en llegar al lugar de la lesión. [12] En un curso normal de eventos, la falta de queratocitos se repone gradualmente por la mitosis de las células adyacentes. [2] La apoptosis se observa después de operaciones oculares, incluidas la queratotomía y la cirugía con láser , [13] y puede desempeñar un papel en el desarrollo de complicaciones posoperatorias.

Inmunorreactividad de alcohol deshidrogenasa en una córnea sana (arriba), en distrofia de Fuchs y córnea queratocónica . La diaminobencidina tiñe los queratocitos en la sección transversal de la córnea. Tomado de Mootha et al., 2009. [14]

Los queratocitos pueden desempeñar un papel en diferentes trastornos de la córnea. Según la investigación comparativa, sus funciones divergen drásticamente de la norma en el queratocono , la forma más frecuente de distrofia corneal . En las córneas queratocónicas se ha demostrado que cometen apoptosis lejos de cualquier lesión epitelial; Existe una hipótesis que presenta la apoptosis excesiva de queratocitos como un evento patológico mayor en el queratocono. [15] Según un estudio, los queratocitos del paciente tienen niveles reducidos de una de las subformas de alcohol deshidrogenasa , [14] secretan significativamente menos superóxido dismutasa 3 , según otro. [dieciséis]

  • Lista de tipos de células humanas derivadas de las capas germinales

  1. ↑ a b Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW (septiembre de 2007). "Apoptosis en el inicio, modulación y terminación de la respuesta de cicatrización de la herida corneal" . Exp. Eye Res. 85 (3): 305-11. doi : 10.1016 / j.exer.2007.06.009 . PMC  2039895 . PMID  17655845 .
  2. ^ a b West-Mays JA, Dwivedi DJ (2006). "El queratocito: célula del estroma corneal con fenotipos de reparación variables" . En t. J. Biochem. Cell Biol. 38 (10): 1625–31. doi : 10.1016 / j.biocel.2006.03.010 . PMC  2505273 . PMID  16675284 .
  3. ^ Müller LJ, Pels L, Vrensen GF (diciembre de 1995). "Aspectos novedosos de la organización ultraestructural de los queratocitos corneales humanos" . Invertir. Oftalmol. Vis. Sci. 36 (13): 2557–67. PMID  7499078 . Archivado desde el original el 12 de enero de 2013 . Consultado el 13 de junio de 2009 .
  4. ^ Jester JV (abril de 2008). "Cristalininas corneales y el desarrollo de la transparencia celular" . Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 82–93. doi : 10.1016 / j.semcdb.2007.09.015 . PMC  2275913 . PMID  17997336 .
  5. ^ Lassen N, Black WJ, Estey T, Vasiliou V (abril de 2008). "El papel de las cristalinas corneales en los mecanismos de defensa celular frente al estrés oxidativo". Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 100-12. 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 (noviembre de 2006). "Función antioxidante de ALDH3A1 corneal en fibroblastos estromales cultivados". Radic libre. Biol. Medicina. 41 (9): 1459–69. doi : 10.1016 / j.freeradbiomed.2006.08.009 . PMID  17023273 .
  7. ^ Jester JV (abril de 2008). "Cristalininas corneales y el desarrollo de la transparencia celular" . Semin. Cell Dev. Biol . 19 (2): 82–93. doi : 10.1016 / j.semcdb.2007.09.015 . PMC  2275913 . PMID  17997336 .
  8. ^ Funderburgh JL (octubre de 2000). "Sulfato de queratán: estructura, biosíntesis y función" . Glicobiología . 10 (10): 951–8. doi : 10.1093 / glycob / 10.10.951 . PMID  11030741 .
  9. ^ DISTROFIA MACULAR, CORNEAL, 1; MCDC1 - OMIM .
  10. ^ Patel S, McLaren J, Hodge D, Bourne W (febrero de 2001). "Densidad de queratocitos humanos normales y medición del espesor de la córnea mediante microscopía confocal in vivo" . Invertir. Oftalmol. Vis. Sci. 42 (2): 333–9. PMID  11157863 . Archivado desde el original el 13 de enero de 2013 . Consultado el 14 de junio de 2009 .
  11. ^ Wilson SE, He YG, Weng J, Li Q, McDowall AW, Vital M, Chwang EL (abril de 1996). "La lesión epitelial induce la apoptosis de los queratocitos: papel hipotético del sistema interleucina-1 en la modulación de la organización del tejido corneal y la cicatrización de heridas". Exp. Eye Res. 62 (4): 325–7. doi : 10.1006 / exer.1996.0038 . PMID  8795451 .
  12. ^ Wilson SE, Pedroza L, Beuerman R, Hill JM (mayo de 1997). "La infección por el virus del herpes simple de tipo 1 de las células epiteliales corneales induce la apoptosis de los queratocitos subyacentes". Exp. Eye Res. 64 (5): 775–9. doi : 10.1006 / exer.1996.0266 . PMID  9245908 .
  13. ^ Erie JC, McLaren JW, Hodge DO, Bourne WM (2005). "Déficits de queratoctye corneal a largo plazo después de queratectomía fotorrefractiva y queratomileusis in situ con láser" (PDF) . Trans Am Ophthalmol Soc . 103 : 56–66, discusión 67–8. PMC  1447559 . PMID  17057788 . Archivado desde el original (PDF) el 12 de octubre de 2008 . Consultado el 14 de junio de 2009 .
  14. ^ a b Mootha VV, Kanoff JM, Shankardas J, Dimitrijevich S (2009). "Reducción marcada de alcohol deshidrogenasa en fibroblastos corneales queratocono" . Mol. Vis. 15 : 706-12. PMC  2666775 . PMID  19365573 .
  15. ^ Kim WJ, Rabinowitz YS, Meisler DM, Wilson SE (noviembre de 1999). "Apoptosis de queratocitos asociada a queratocono". Exp. Eye Res. 69 (5): 475–81. CiteSeerX  10.1.1.610.7418 . doi : 10.1006 / exer.1999.0719 . PMID  10548467 .
  16. ^ Olofsson EM, Marklund SL, Pedrosa-Domellöf F, Behndig A (2007). "La interleucina-1 alfa regula a la baja la superóxido dismutasa extracelular en las células estromales del queratocono corneal humano" . Mol. Vis. 13 : 1285–90. PMID  17679946 .

  • Nigel Brookes - investigador