Estudios de escalada de dosis sobre los efectos del cloruro de benzalconio intracameral en conejos: un modelo animal de enfermedad endotelial corneal

Abstract

Objetivo: Hallar una dosis de cloruro de benzalconio (BAC) que, inyectada por vía intracameral en conejos, provoque daño selectivo sobre el endotelio corneal, sin afectar al resto de estructuras intraoculares, creando un modelo animal repetible y reproducible de enfermedad endotelial corneal. Materiales y métodos: Estudio ex vivo inicial con 40 ojos de conejo obtenidos post-mortem, que se dividieron en 8 grupos en función del compuesto inyectado por vía intracameral: control (sin inyección), BSS (solución salina balanceada), y concentraciones crecientes de BAC (0,005%, 0,01%, 0,025%, 0,05%, 0,1% y 0,2%). Estudio in vivo con 24 conejos, que fueron divididos en 4 grupos: BSS (grupo control) y BAC al 0,025%, 0,05% y 0,1%. Solamente se emplearon conejos sanos y ojos sin alteraciones. Las inyecciones intracamerales se efectuaron en el limbo esclerocorneal utilizando una aguja de 27G. con la ayuda de gafas lupa. En ambos estudios, se realizaron evaluaciones de exploración oftalmológica, paquimetría y microscopía especular (a las 0, 6, 24 y 48 horas en el estudio ex vivo; y a los 0, 2, 7 y 14 días en el estudio in vivo). A los 14 días, los conejos del estudio in vivo fueron eutanasiados. Al final de cada estudio, se realizaron tinciones vitales de las córneas para evaluar la morfología y viabilidad de las células endoteliales corneales (CECs). En el estudio in vivo también se hizo histopatología de los globos oculares. Resultados: Estudio ex vivo: Comparado con BSS, la densidad de las CECs comenzó a disminuir de manera significativa a la concentración de BAC 0,025%, mientras que la superficie de las CECs, el grado de edema corneal y el espesor corneal aumentaron de forma significativa con BAC al 0,05%, 0,005% y 0,1%, respectivamente. Concentraciones de BAC al 0,05% y superiores ocasionaron aumentos significativos en la mortalidad y el pleomorfismo de las CECs, en comparación con el control y BSS. Estudio in vivo: Comparado con el BSS, concentraciones de BAC al 0,025% y superiores provocaron aumento significativo en el grado de edema y espesor corneales, y en la superficie y el polimegatismo de las CECs. La mortalidad de las CECs fue significativamente mayor a partir de BAC 0,05%. La densidad y hexagonalidad de las CECs disminuyeron significativamente en todos los grupos de BAC. BAC al 0,1% ocasionó mayor número de casos de congestión conjuntival y úlceras corneales. La histopatología no reveló alteraciones significativas que afectasen al resto de las estructuras oculares tras la inyección de BAC. Conclusiones: La inyección intracameral de 0,1 ml de BAC al 0,05% en conejos provoca daño selectivo sobre el endotelio corneal, sin afectar al resto de estructuras intraoculares. Esta técnica, desarrollada y validada en un estudio ex vivo y otro in vivo, puede utilizarse para inducir un modelo animal repetible y reproducible de enfermedad endotelial corneal en conejos.

Objective: Find a dose of benzalkonium chloride (BAC) which, injected into the anterior chamber in rabbits, causes a selective damage on the corneal endothelium, without affecting the rest of intraocular structures and thus can be used to induce a repeatable and reproducible animal model of corneal endothelial disease. Material and Methods: First, an ex vivo study was performed using 40 rabbit eyes obtained postmortem, which were classified into 8 groups depending on the injected compound: Control (no injection), Balance salt solution (BSS), and increasing concentrations of BAC (0.005%, 0.01%, 0.025%, 0.05%, 0.1% and 0.2%). Secondly, an in vivo study was performed using 24 New Zealand White rabbits, which were classified into 4 groups: BSS (control group); and 0.025%, 0.05% and 0.1% BAC. Only healthy rabbits and eyes without abnormalities were used. The intracameral injections were made at the corneoscleral limbus using a 27G needle and magnifying loupes. In both studies, follow-up assessments of ophthalmological examination, pachymetry and specular microscopy were performed (at 0, 6, 24 and 48 hours in the ex vivo study; and at 0, 2, 7 and 14 days in the in vivo study). Fourteen days after injection, the rabbits from the in vivo study were euthanized. At the end of each study, corneas were vital-stained and evaluated under the light microscope in order to assess the morphology and viability of the corneal endothelial cells (CECs). In the in vivo study, histopathology of the eye globes was also performed. Results: Ex vivo study: Compared to BSS, the CECs density began to decrease significantly with 0.025% BAC, while the CECs area, the degree of corneal edema and the corneal thickness increased significantly with 0.05%, 0.005% and 0.1% BAC, respectively. BAC concentrations of 0.05% and above caused significant increases in CECs mortality and pleomorphism, compared to control and BSS. In vivo study: Compared to BSS, concentrations of 0.025% BAC and above caused a significant increase in the degree of corneal edema and corneal thickness, and in CECs area and polymeghetism. CECs mortality was significantly higher with 0.05% BAC and above concentrations. The CECs density and hexagonality decreased significantly in all BAC groups. A concentration of 0.1% BAC resulted in a higher number of cases presenting with conjunctival congestion and corneal ulcers. Histopathology revealed no significant alterations affecting the rest of the ocular structures after BAC injection. Conclusions: Intracameral injection of 0.1 ml 0.05% BAC in rabbits causes a selective damage on the corneal endothelium, without affecting the rest of intraocular structures. This technique, developed and validated in an ex vivo and an in vivo study, could be used to induce a repeatable and reproducible animal model of endothelial corneal disease in rabbits.