Un modello di occhio secco di ratto con disfunzione della ghiandola lacrimale indotta dalla scopolamina
Summary
Qui, stabiliamo un modello di ratto di disfunzione della ghiandola lacrimale per fornire una base per lo studio dell’occhio secco con deficit acquoso.
Abstract
L’occhio secco da carenza acquosa (ADDE) è un tipo di malattia dell’occhio secco che può comportare la riduzione della quantità e della qualità della secrezione lacrimale. La produzione anomala prolungata di lacrime può portare a un disturbo nell’ambiente della superficie oculare, inclusi danni corneali e infiammazioni. Nei casi più gravi, l’ADDE può causare la perdita della vista o addirittura la cecità. Attualmente, il trattamento dell’occhio secco è limitato a colliri o terapia fisica, che possono solo alleviare i sintomi del disagio oculare e non possono curare fondamentalmente la sindrome dell’occhio secco. Per ripristinare la funzione della ghiandola lacrimale nell’occhio secco, abbiamo creato un modello animale di disfunzione della ghiandola lacrimale nei ratti indotta dalla scopolamina. Attraverso la valutazione completa della ghiandola lacrimale, delle cornee, delle congiuntive e di altri fattori, miriamo a fornire una piena comprensione dei cambiamenti patologici dell’ADDE. Rispetto all’attuale modello murino a occhio secco, questo modello animale ADDE include una valutazione funzionale della ghiandola lacrimale, fornendo una piattaforma migliore per studiare la disfunzione della ghiandola lacrimale nell’ADDE.
Introduction
Entro il 2021, circa il 12% delle persone è significativamente colpito dalla secchezza oculare1, rendendola una delle malattie croniche degli occhi più comuni. L’occhio secco può essere suddiviso in due tipi: l’occhio secco da carenza acquosa (ADDE) e l’occhio secco evaporativo (EDE)2, a seconda dei diversi fattori che influenzano la malattia. L’ADDE è ulteriormente suddivisa in sindrome di Sjögren (SS) e non-SS, ma la maggior parte dei pazienti con occhio secco sono pazienti non SS nella clinica3. I sintomi cronici dell’occhio secco compromettono seriamente la qualità visiva dei pazienti. Attualmente, il trattamento convenzionale della DED prevede l’applicazione di lacrime artificiali per lubrificare la superficie oculare e la terapia fisica delle palpebre. Tuttavia, la sindrome dell’occhio secco potrebbe non offrire una cura completa in molti casi. Pertanto, lo studio della patogenesi della malattia dell’occhio secco è fondamentale per lo sviluppo di nuove terapie e farmaci. I modelli animali della sindrome dell’occhio secco forniscono una base per ulteriori ricerche.
Esistono molti modi per costruire modelli animali della sindrome dell’occhio secco4, tra cui la modifica dei livelli di secrezione lacrimale alterando i livelli ormonali. Ad esempio, la rimozione dei testicoli dei ratti può ridurre la secrezione di androgeni, aumentare la secrezione lacrimale e diminuire la concentrazione di componente secretorio libero (SC) e IgA nelle lacrime 5,6. Un altro metodo consiste nell’indicare le reazioni autoimmuni nella ghiandola lacrimale rimuovendo i nervi della superficie oculare che controllano la ghiandola. Inoltre, è possibile ridurre direttamente la secrezione lacrimale rimuovendo chirurgicamente la ghiandola lacrimale7. Anche le mutevoli condizioni ambientali possono accelerare l’evaporazione delle lacrime. Ad esempio, la coltura di animali in condizioni di bassa umidità e ventilazione asciutta può stabilire un modello di eccessiva secchezza oculare evaporativa8, che può essere combinato con altri metodi per aumentare la gravità dell’occhio secco. I principali farmaci utilizzati per indurre modelli sperimentali di occhio secco sono l’atropina e la scopolamina9. Come inibitori parasimpatici, entrambi possono indurre il blocco farmacologico dei recettori colinergici (muscarinici) nella ghiandola lacrimale e inibire la secrezione lacrimale. Rispetto alla secchezza oculare causata dall’iniezione muscolare di atropina10, la scopolamina ha un effetto inibitorio più forte sulle ghiandole della secrezione, una durata più lunga dell’azione del farmaco ed effetti più deboli sulla muscolatura liscia cardiaca, dell’intestino tenue e bronchiale. È uno dei farmaci più maturi per i modelli animali di occhio secco.
Diversi metodi possono essere utilizzati per indurre l’occhio secco con scopolamina, come l’iniezione sottocutanea, la pompa del farmaco o l’applicazione di cerotti 4,11,12. Al fine di ridurre la frequenza di somministrazione di farmaci agli animali da esperimento, molti ricercatori applicano cerotti transdermici alla coda dei topi o utilizzano pompe per farmaci. Tuttavia, entrambi questi metodi hanno delle limitazioni. Ad esempio, l’assorbimento dei cerotti transdermici deve tenere conto dell’assorbimento individuale dei topi, che può portare a un dosaggio incoerente del farmaco. Sebbene le pompe per farmaci siano in grado di controllare con precisione il dosaggio di ogni somministrazione, non sono sempre compatibili con il farmaco erogato o con la concentrazione utilizzata. Devono anche essere posizionati chirurgicamente, il che è più invasivo per l’animale, richiedendo un evento anestetico e c’è il potenziale per complicanze post-chirurgiche come la deiscenza. L’iniezione sottocutanea, sebbene più ingombrante, può garantire un dosaggio accurato per ogni somministrazione e mantenere la coerenza nella somministrazione del farmaco tra i diversi ratti. Allo stesso tempo, ha un costo inferiore ed è adatto per condurre un gran numero di esperimenti sugli animali.
Questo studio applica ripetute iniezioni sottocutanee di scopolamina per stabilire un modello di ratto a occhio secco. Analizziamo gli indicatori dell’occhio secco come i difetti corneali, i livelli di secrezione lacrimale e la morfologia patologica della cornea, della congiuntiva e della ghiandola lacrimale. Combinando la concentrazione del farmaco, le manifestazioni patologiche e i sintomi dell’occhio secco, elaboriamo ulteriormente il modello di ratto dell’occhio secco in dettaglio, fornendo dati sperimentali più accurati per lo studio del trattamento dell’occhio secco e dei meccanismi patologici. Descriviamo anche il processo di modellazione in dettaglio per i futuri ricercatori.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’occhio secco da carenza acquosa (ADDE) è un importante tipo di occhio secco, che rappresenta circa 1/3 della popolazione totale di occhio secco17 e la causa principale dell’ADDE è il danno patologico e l’infiammazione della ghiandola lacrimale13. Per questo tipo di occhio secco, i metodi di trattamento clinico più comuni sono le lacrime artificiali per alleviare i sintomi o l’applicazione topica di steroidi o ciclosporina18, mentre ci sono poche…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo studio è stato sostenuto dalla Guangdong Provincial High-level Clinical Key Specialties (SZGSP014) e dalla Shenzhen Natural Science Foundation (JCYJ20210324125805012).
Materials
| 0.9% sodium chloride solution | SJZ No.4 Pharmaceutical | H13023201 | |
| 4% paraformaldehyde | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd | G1113 | |
| Absolute ethanol | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 10009218 | |
| Fluorescein sodium ophthalmic strips | Tianjin Yinuoxinkang Medical Device Tech Co., Ltd | YN-YG-I | |
| Hematoxylin and eosin | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | D006 | |
| Neutral balsam | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd. | G8590 | |
| Paraffin | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd. | YA0012 | |
| Periodic Acid-Schiff Staining Kit | Beyotime Biotechnology | C0142S | |
| Schirmer tear test strips | Tianjin Yinuoxinkang Medical Device Tech Co., Ltd | YN-LZ-I | |
| Scopolamine hydrobromide | Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd | S860151 | |
| Small animal microscope | Head Biotechnology Co,. Ltd | ZM191 | |
| Xylene | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 10023418 |
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