Изучение процессов репопуляции роговицы кролика эндотелиальными клетками при экспериментальном моделировании частичной трансплантации эндотелия и десцеметовой мембраны

Статья в Elpub

Офтальмохирургия. 2019; : 7-15

Изучение процессов репопуляции роговицы кролика эндотелиальными клетками при экспериментальном моделировании частичной трансплантации эндотелия и десцеметовой мембраны

Малюгин Б. Э., Терещенко А. В., Антонова О. П., Гелястанов А. М., Васильева Е. А., Трифаненкова И. В., Кодунов А. М., Демьянченко С. К.

https://doi.org/10.25276/0235-4160-2019-4-7-15

Аннотация

Цель. Изучить особенности операции и послеоперационного состояния глаз кроликов после частичной трансплантации эндотелия и десцеметовой мембраны (ТЭДМ) с акцентом на определение вектора миграции трансплантированных эндотелиальных клеток роговицы.

Материал и методы. Исследование проводили на 10 кроликах-самках (10 глаз) породы шиншилла. Для выкраивания донорских трансплантатов десцеметовой мембраны использовали корнеосклеральные диски энуклеированных глаз кроликов-самцов. Пересаживали . часть 8,0 мм диска выкроенной ДМ. С целью определения половой принадлежности эндотелиальных клеток и определения вектора миграции клеток использовали цитологические (окраска азур-эозином и раствором акрихина) и молекулярно-генетические (полимеразная цепная реакция) методы.

Результаты. Ранний послеоперационный период характеризовал-сядиффузным отеком роговицы и смешанной инъекцией глазного яблока. Два кролика в ходе эксперимента скончались от естественных причин (в период от 7 до 30-х суток). Через месяц после ТЭДМ у 3-х кроликов (3 глаза) была достигнута полная резорбция отека роговицы. Центральная зона роговицы была прозрачна, её окружало четко сформированная зона белесоватого помутнения. Во всех перечисленных 3-х случаях периферия роговицы, прилагающая к лимбу (шириной 1,0-1,5 мм), также сохраняла прозрачность. В одном случае состояние центральной зоны роговицы было расценено как полупрозрачное, у 4-х других кроликов (4 глаза) сформировалось центральное помутнение роговицы, корреспондирующее с зоной десцеметорексиса. Молекулярно-генетический анализ проведен на 3-х глазах с прозрачным приживлением трансплантатов. Он показал, что амплификация с помощью праймеров SRYfor и SRYrev к gSRY, локализованному на Y-хромосоме в регионе, определяющем половую принадлежность, не давала положительных откликов ни для одной из исследуемых зон роговицы (центр, периферия).

Заключение. В результате исследования впервые в мире продемонстрирована техническая возможность выполнения ТЭДМ на глазах кроликов, что обеспечивало восстановление прозрачности центральной зоны роговицы в 37,5% (3 из 8) случаев. Особенностью регенераторного ответа роговиц экспериментальных животных следует считать формирование помутнения стромы, окружающей прозрачную центральную зону роговицы. Невозможность идентифицировать эндотелиальные клетки донора (кролика-самца) на средней периферии роговицы реципиента (кролика-самки) позволяет сделать обоснованное предположение об отсутствии их миграции в зону ятрогенного дефекта. При прозрачном приживлении трансплантата, состоящего из ½ части ДМ и расположенного на её поверхности эндотелиального монослоя, миграция эндотелиальных клеток происходила в направлении от периферии роговицы к её центру.

Список литературы

1. Малюгин Б.Э., Мороз З.И., Дроздов И.В. и др. Эндотелиальная кератопластика (обзор литературы). Офтальмохирургия. 2013;1: 66–72.

2. Паштаев Н.П., Поздеева Н.А., Паштаев А.Н., Шипунов А.А. Задняя послойная кератопластика (обзор литературы). Вестник Тамбовского университета. 2016;21(4): 1628–33. doi:10.20310/1810-0198-2016-21-4-1628-1633.

3. Busin M, Madi S, Santorum P, Scorcia V, Beltz J. Ultrathin descemet’s stripping automated endothelial keratoplasty with the microkeratome double-pass technique: two-year outcomes. Ophthalmology. 2013;Jun;120(6): 1186–9. doi: 10.1016/j.ophtha.2012.11.030.

4. Малюгин Б.Э., Малютина Е.А., Тонаева Х.Д., Борзенок С.А., Островский Д.С. Изучение процессов миграции эндотелиоцитов роговицы человека в зону ятрогенного дефекта в условиях эксперимента ex vivo. Практическая медицина. 2018;5: 151–7. doi:611.018.74:617.713.

5. Малюгин Б.Э., Измайлова С.Б., Малютина Е.А., Антонова О.П., Гелястанов А.М. Клинико-функциональные результаты оперативного лечения пациентов с катарактой и первичной эндотелиальной дистрофией роговицы Фукса методом одномоментной факоэмульсификации и центрального десцеметорексиса. Вестник офтальмологии. 2017;133(6): 16–22. doi:10.17116/oftalma2017133616-22.

6. Gain P., Rémy Jullienne R, Zhiguo He et al. Global Survey of Corneal Transplantation and Eye Banking. JAMA Ophthalmol. 2016;134(2): 167–73. doi:10.1001/jamaophthalmol.2015.4776.

7. Galvis V, Tello A, Berrospi RD, Cuadros MO, Blanco NA. Descemetorhexis Without Endothelial Graft in Fuchs Dystrophy Cornea. 2016;Sep;35(9): e26–8. doi:10.1097/ICO.0000000000000931.

8. Hos D, Heindl LM, Bucher F, Cursiefen C Evidence of donor corneal endothelial cell migration from immune reactions occurring after descemet membrane endothelial keratoplasty. Cornea. 2014;33(4): 331–4. doi:10.1097/ICO.0000000000000054.

9. Itay Lavy, Robert M Verdijk, Marieke Bruinsma, Hein F Sleddens, Ing, Silke Oellerich, Perry S Binder, Gerrit RJ. Melles, Sex Chromosome Analysis of Postmortem Corneal Endothelium After Sex-Mismatch Descemet Membrane Endothelial Keratoplasty. Cornea. 2016;Sep. doi:10.1097/ICO.0000000000001019.

10. Lam FC, Baydoun L, Dirisamer M, Lie J, Dapena I, Melles GR. Hemi-Descemet membrane endothelial keratoplasty transplantation: a potential method for increasing the pool of endothelial graft tissue. JAMA Ophthalmol. 2014;Dec;132(12): 1469–73. doi: 10.1097/ICO.0000000000001019.

11. Melles GR, Ong TS, Ververs B, van der Wees J. Descemet membrane endothelial keratoplasty (DMEK). Cornea. 2006;Sep;25(8): 987–90. doi:10.1097/01.ico.0000248385.16896.34.

12. Maloney G, Chan UT, Hamilton A, Zahidin AM, Grigg JR, Devasahayam RN. Descemetorhexis for Fuchs’ dystrophy. Can J Ophthalmol. 2015;Feb;50(1): 68–72. doi:10.1016/j.jcjo.2014.10.014.

13. Neil Lagali, Ulf Stenevi, Margareta Claesson, Per Fagerholm, Charles Hanson, Birgitta Weijdegård, Anne- Sophie Strömbeck, Donor and Recipient Endothelial Cell Population of the Transplanted Human Cornea: A Two- Dimensional Imaging Study. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010;51: 1898–1904. doi:10.1167/iovs.09-4066.

Fyodorov Journal of Ophthalmic Surgery. 2019; : 7-15

Clinical results and corneal endothelial cells migration assusment after Hemi-DMEK in rabbit eyes

Malyugin B. E., Tereshchenko A. V., Antonova O. P., Gelyastanov A. M., Vasilyeva E. A., Trifanenkova I. V., Kodunov A. M., Demyanchenko S. K.

https://doi.org/10.25276/0235-4160-2019-4-7-15

Abstract

Purpose. To assess clinical results of partial Descemet’s membrane endothelial keratoplasty (hemi-DMEK) performed on the rabbit eyes with the focus on migration vector of transplanted corneal endothelial cells.

Material and methods. The study was performed on 10 female Chinchilla rabbits (10 eyes). Corneo-scleral discs of enucleated eyes of male rabbits were used for preparing donor transplants of the Descemet’s membrane. Half of the dissected 8,0 mm Descemet’s membrane disc was transplanted. In order to determine the sex of the endothelial cells and to determine the cell migration vector, cytological (staining with azureeosin and akrikhin solution) and molecular genetic (polymerase chain reaction) methods were used.

Results. Early postoperative period was characterized by diffuse corneal oedema and andmixed injection of the eye. Two rabbits died from natural causes during the experiment (from 7 to 30 days). 1 month after the procedure in 3 rabbits (3 eyes), complete resorption of corneal oedema was achieved. In these eyescentralcornea regained transparencyand was surrounded by a circular whitish cloudy area. In all of these 3 corneas, periphery (1,0-1,5 mm in width adjacent to the limbus) was also transparent. In one rabbit, the cornea was having the same pattern of circular cloudiness, but the central zone was graded as semi-transparent. In 4 rabbits (4 eyes) intensive, thick central opacity of the cornea was formed, corresponding to the zone of descemetorhexis. Molecular genetic analysis was performed on 3 eyes with transparent grafts. Analysis showed that amplification using primers SRYfor and SRYrev to gSRY, localized on the Y-chromosome in the region determining sex, did not give positive responses for any of the studied areas of the cornea (centre, periphery).

Conclusion. For the first time, technical feasibility of performing hemi-DMEK in on the rabbit eyes was demonstrated. Full transparency of the central cornea was achieved in 37,5% (3 out of 8 eyes). Regenerative response of the cornea to the surgical procedure included the formation of circular opacity of the stroma surrounding the transparent central zone. We were not being able to identify endothelial cells of the donor (male rabbit) on the middle periphery of the recipient’s cornea (female rabbit) which allows us to make a reasonable assumption about the absence of their migration to the iatrogenically defected zone. Transparent status of a transplanted half of the Descemet’s membrane with endothelial monolayer was due to endothelial cell migration from the periphery to the centre of the cornea.

References

1. Malyugin B.E., Moroz Z.I., Drozdov I.V. i dr. Endotelial'naya keratoplastika (obzor literatury). Oftal'mokhirurgiya. 2013;1: 66–72.

2. Pashtaev N.P., Pozdeeva N.A., Pashtaev A.N., Shipunov A.A. Zadnyaya posloĭnaya keratoplastika (obzor literatury). Vestnik Tambovskogo universiteta. 2016;21(4): 1628–33. doi:10.20310/1810-0198-2016-21-4-1628-1633.

4. Malyugin B.E., Malyutina E.A., Tonaeva Kh.D., Borzenok S.A., Ostrovskiĭ D.S. Izuchenie protsessov migratsii endoteliotsitov rogovitsy cheloveka v zonu yatrogennogo defekta v usloviyakh eksperimenta ex vivo. Prakticheskaya meditsina. 2018;5: 151–7. doi:611.018.74:617.713.

5. Malyugin B.E., Izmailova S.B., Malyutina E.A., Antonova O.P., Gelyastanov A.M. Kliniko-funktsional'nye rezul'taty operativnogo lecheniya patsientov s kataraktoi i pervichnoi endotelial'noi distrofiei rogovitsy Fuksa metodom odnomomentnoi fakoemul'sifikatsii i tsentral'nogo destsemetoreksisa. Vestnik oftal'mologii. 2017;133(6): 16–22. doi:10.17116/oftalma2017133616-22.