Nuevas formas de examen del nervio óptico

El glaucoma primario de ángulo abierto (GPAA) es una neuropatía óptica progresiva que provoca una pérdida irreversible de la visión debido a la degeneración de las células del ganglio retinal (CGR) y sus axones.¹ El glaucoma es una de las causas más comunes de ceguera en el mundo, y el GPAA puede ser una de las formas más comunes de la enfermedad, en especial en descendientes europeos y africanos. La mayoría de las personas con GPAA sufren un daño significativo del nervio antes de notar la enfermedad.² Los estudios muestran que se puede perder hasta el 50% de las CGR y sus axones antes de que los exámenes detecten daño glaucomatoso.³

Las personas con glaucoma pueden visitar al oftalmólogo en cualquier etapa.⁴ La enfermedad, en sus etapas más tempranas, es indetectable. La enfermedad sigue siendo asintomática incluso cuando la muerte de las células del ganglio y el cambio en la capa de fibras nerviosas de la retina se hacen visibles. La pérdida del campo visual progresa con el tiempo hasta afectar la visión funcional. Los cambios en el campo visual son detectables en un primer momento con una perimetría automática de longitud de onda corta, luego con una perimetría estándar y, a medida que la pérdida del campo visual avanza de moderada a severa, afectan cada vez más la visión funcional, lo que finalmente termina en una ceguera.

No se comprende por completo la patofisiología del daño glaucomatoso del nervio (la degeneración lenta y progresiva de las CGR que es característica de la enfermedad). Se sabe que el aumento de la PIO está relacionado, pues causa el aumento de la presión en la lámina cribosa, deforma los axones de las CGR y bloquea el transporte axonal de neurotrofinas, lo que provoca la muerte celular.¹ Sin embargo, hay otros factores aparte de la PIO que pueden contribuir de forma independiente o colectiva a la muerte de las CGR y al daño de las fibras nerviosas en el glaucoma. Estos incluyen hipoxia-isquemia local por alteración en el flujo sanguíneo, presencia excesiva de glutamato, alteraciones de las células gliales o astrocitos e inmunidad aberrante.¹

Todos los medicamentos antiglaucomatosos apuntan a disminuir la PIO, que es el único riesgo conocido y tratable para el daño glaucomatoso. Las terapias adicionales contra el glaucoma pueden apuntar a la preservación del nervio para complementar o reemplazar este foco terapéutico en la disminución de la PIO.

En la última década, ha crecido el interés en el tratamiento de la neuropatía óptica glaucomatosa con estrategias neuroprotectoras desarrolladas para tratar daños en otras partes del sistema nervioso central, como en casos de accidentes cerebro-vasculares o traumas.⁵ Las terapias neuroprotectoras estarían dirigidas a detener los principales elementos neurodestructivos del glaucoma o a mejorar la supervivencia de las CGR y de las fibras del nervio óptico, más que a las causas secundarias como la PIO elevada. La estrategia neuroprotectora ofrece ventajas potenciales en una enfermedad como el glaucoma porque ofrece la posibilidad de tratar la patología subyacente más allá de si la etiología específica es primaria o secundaria.⁵

Detección temprana del daño de las CGR

Los métodos de detección y seguimiento de las respuestas de los nervios al tratamiento serán vitales en el desarrollo de las terapias neuroprotectoras contra el glaucoma. Hasta hace poco, no hubo un animal modelo eficiente para evaluar in vivo la salud de las células nerviosas de manera no invasiva y reproducible en el tiempo.

Se han descrito recientemente métodos de marcación retrógrada de las CGR por medio de inyecciones de tintes fluorescentes en el colículo superior u otras áreas en el cerebro de roedores, o de inyecciones de tintes directamente en el vítreo. Estos métodos permiten tomar imágenes in vivo de las células marcadas con una oftalmoscopía confocal de barrido y otras técnicas. Sin embargo, estas técnicas tienen limitaciones, que incluyen la dificultad de conseguir una serie de mediciones en el tiempo o la de distinguir las células CGR dañadas de las células cercanas que incorporaron fragmentos de las CGR degeneradas.⁶

El Dr. Christopher Kai-shun Leung, de la Universidad china de Hong Kong, y el Dr. Robert N. Weinreb, de la Universidad de California, San Diego, describieron el control no invasivo a largo plazo de las CGR en ratones transgénicos.⁶ Los ratones estaban diseñados genéticamente para expresar una proteína fluorescente color cian (PFC) cuando se les inducía con una disminución de la expresión de Thy-1. La Thy-1 es una glicoproteína de la superficie celular que se expresa en las CGR: los experimentos de compresión nerviosa sugirieron que la pérdida de la expresión de Thy-1 está relacionada a la pérdida de las CGR. Por lo tanto, la reducción de la expresión Thy-1 podría servir como indicador de estrés en las CGR.

La expresión de la CFP fue monitoreada con un oftalmoscopio confocal de barrido láser (Heidelberg Retina Analyzer; Heidelberg Engineering). Se reemplazó el láser de argón por un láser de zafiro que operaba a 460 nm, con un filtro de barrera a los 470 nm, que se utilizó específicamente para visualizar la CFP.

El oftalmoscopio de barrido láser modificado mostró CGR que pueden identificarse como puntos fluorescentes distribuidos en la retina del ratón transgénico, aunque las estructuras dendríticas de las células no son visibles. Las vetas lineares que cubren la cabeza del nervio óptico son probablemente paquetes de axones.

Se puede comparar directamente a través del tiempo el cambio en el número de puntos que representan a las CGR. Los investigadores realizaron varias mediciones en serie de las CGR expresadas con CFP en ratones transgénicos luego de una lesión de compresión nerviosa y notaron una pérdida progresiva de los puntos fluorescentes. Lo comprobaron una serie de mediciones llevadas a cabo durante más de un año. La técnica de imagen no requiere anestesia y se puede realizar un monitoreo en sólo segundos, con un asistente que sostenga el ratón.

Una mirada hacia adelante

Las terapias que puedan prevenir el daño de las CGR en el glaucoma, cuando esté detectado, cambiarán el paradigma de la oftalmología.⁵ Las terapias neuroprotectoras tratarán la causa subyacente del daño glaucomatoso, la muerte de las CGR, en vez de la prevención indirecta del daño al nervio óptico mediante el control de la PIO. Estas terapias prevendrán potencialmente el daño al nervio más allá de si la patología del glaucoma de un paciente en particular está relacionada a la PIO, factores genéticos, isquemia o falla del soporte trófico. Será importante tener modelos animales apropiados para evaluar estas terapias potenciales. En el desarrollo de terapias neuroprotectoras, será vital una técnica que permita la detección del daño de las CGR in vivo y través del tiempo.

El trabajo descrito por Leung y Weinreb ofrece la posibilidad de controlar en serie el daño de las CGR a través del tiempo. La capacidad de monitorear los perfiles longitudinales de las enfermedades neurodegenerativas debería ser útil en el desarrollo de nuevos agentes neuroprotectores. Este modelo con ratones permite una observación no invasiva, no induce la opacidad del medio y es inocuo para animales y pacientes, según los investigadores. Los resultados que se obtienen son reproducibles y específicos de las CGR. Puede ser una herramienta valiosa para investigaciones futuras.

Referencias

1. Weinreb RN, Khaw PT. Primary open-angle glaucoma. Lancet. 2004;363:1711-1720.
2. Quigley HA. Number of people with glaucoma worldwide. Br J Ophthalmol. 1996;80:389-393.
3. Quigley HA, Dunkelberger GR, Green WR. Retinal ganglion cell atrophy correlated with automated perimetry in human eyes with glaucoma. Am J Ophthalmol. 1989;107:453-464.
4. Weinreb RN, Friedman DS, Fechtner RD, et al. Perspective: Risk assessment in the management of patients with ocular hypertension. Am J Ophthalmol. 2004:138:458-467.
5. Weinreb RN, Levin LA. Is neuroprotection a viable therapy for glaucoma? Arch Ophthalmol. 1999;117:1540-1544.
6. Leung CK, Weinreb RN. Experimental detection of retinal ganglion cell damage in vivo. Exp Eye Res. 2008. doi:10.1016/j.exer.2008.09.006.