Investigadores de la UIC identifican la molécula maestra detrás de la inflamación corneal

Uno de los síntomas de la infección del ojo por el virus del herpes simple 1 es la inflamación persistente de la córnea, la capa exterior transparente del globo ocular. Pero sin vasos sanguíneos, los investigadores han desconcertado durante mucho tiempo cómo este tejido se inflama después de un traumatismo o una infección. Para que ocurra una respuesta inflamatoria, las células inmunitarias deben estar presentes, y estas células viajan por todo el cuerpo en la sangre.

Deepak Shukla, profesor de oftalmología y microbiología e inmunología en la Facultad de Medicina de la UIC. Foto: Jenny Fontaine.

Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han identificado una enzima presente en la córnea que se regula dramáticamente y desencadena inflamación durante e incluso después de que una infección por el virus del herpes haya desaparecido. Sus resultados se  publican  en la revista Cell Reports.

El virus herpes simplex-1, o HSV-1, se transmite a través de los fluidos corporales e infecta la boca y los ojos, y es una de las principales causas de ceguera. Se puede eliminar en el ojo con medicamentos antivirales, pero la inflamación de la córnea, la capa externa transparente del globo ocular, puede persistir indefinidamente y requerir un tratamiento continuo con gotas para los ojos a base de esteroides.

“Queríamos saber por qué todavía hay inflamación incluso después de que el virus haya desaparecido del ojo”, dijo Deepak Shukla, profesor de Oftalmología Marion Schenk y profesor de microbiología e inmunología en la Facultad de Medicina de la UIC. “Pensamos que ya debe haber un factor o molécula en el ojo que el virus influye de alguna manera, y esa molécula ayuda a inclinar la balanza en la córnea hacia la inflamación”.

Shukla y sus colegas observaron células de la córnea humana infectadas con HSV-1 y vieron que una enzima llamada heparanasa se reguló significativamente y se activó en las células justo después de la infección, y permaneció regulada al alza mucho después de la infección inicial.

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“La forma activa de la heparanasa estuvo claramente involucrada en promover y mantener la inflamación en la córnea a través de múltiples canales”, dijo Alex Agelidis, estudiante de posgrado en la Facultad de Medicina de la UIC y coinvestigador del estudio.

La heparanasa es una enzima que existe normalmente en las células de todo el cuerpo y en la córnea en niveles bajos. En su forma activa, funciona para regular los niveles de sulfato de heparán, un tipo de receptor de membrana celular genérico. “Muchas cosas se unen al sulfato de heparán para desencadenar varias respuestas celulares, pero cuando los niveles activos de heparanasa son altos, los receptores se degradan, por lo que las moléculas unidas se liberan y pueden dañar los tejidos locales”, dijo Agelidis.

En la córnea, cuando los niveles de heparanasa activa son altos, ciertas moléculas que normalmente se unirían al sulfato de haparán dañan las uniones entre las células, lo que hace que los tejidos sean permeables a la sangre y accesibles a las células inmunitarias. “Creemos que esta es una de las formas en que los niveles elevados de heparanasa promueven la inflamación en la córnea”, dijo Shukla.

Otra forma en que la heparanasa promueve la inflamación es a través de la producción de moléculas proinflamatorias en las células de la córnea. “Cuando los niveles de heparanasa activa alcanzan un punto crítico, la enzima ingresa al núcleo celular donde estimula la producción de citoquinas proinflamatorias”, dijo Agelidis.

En ratones a los que los investigadores indujeron niveles elevados de heparanasa en sus córneas, las pequeñas lesiones de la córnea crecieron y no sanaron. Cuando aplicaron un bloqueador de heparanasa a lesiones similares producidas en cultivos de células y tejidos, sanaron rápida y completamente. “Esta incapacidad para curar pequeñas lesiones puede ser otra forma en que el HSV-1 se propaga por toda la córnea”, dijo Shukla.

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La heparanasa podría ser un factor clave en otros trastornos inflamatorios, incluida la enfermedad del ojo seco, explicó Shukla. “Un fármaco que bloquea la heparanasa puede representar un tratamiento novedoso para la inflamación a largo plazo asociada con la infección por HSV-1, así como para otros trastornos inflamatorios del ojo”, dijo.

Satvik Hadigal y Dinesh Jaishankar de la Facultad de Medicina de la Universidad de Illinois son coautores del artículo.

Este trabajo fue apoyado por la subvención R01EY024710 de los Institutos Nacionales de Salud, la beca F30EY025981, la subvención principal P30EY001792 y la Investigación para prevenir la ceguera.

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