Neuroimmune interactions in the cornea: effects of resident dendritic cell depletion on cold nerve terminal activity, basal tearing, and pain

Abstract

La córnea es un tejido conectivo avascular que resulta crucial, no sólo como barrera primaria del ojo, sino también como transparente estructura refractiva. Este tejido avascular y con privilegio inmune resulta un modelo ideal para estudiar las interacciones que se producen entre sus densos nervios sensoriales (fácilmente accesibles tanto para su registro electrofisiológico focal como para su estudio morfológico) y sus pocos tipos de células inmunes residentes, que se distinguen de las que migran desde los vasos sanguíneos circundantes. Las diferentes funciones de las células inmunes residentes en la córnea se han evaluado en condiciones de enfermedad y patología corneales, sin embargo, su contribución al mantenimiento de la homeostasis sigue por determinar.

El objetivo de la presente Tesis fue demostrar la posible interacción funcional entre las células dendríticas (CD) y los nervios sensoriales de la córnea en condiciones basales (es decir, en ausencia de cualquier inflamación o daño) y sus posibles consecuencias en los procesos protectores de la superficie ocular, como son el lagrimeo o el comportamiento nociceptivo.

Para ello, se indujo una depleción de las CD residentes a corto y largo plazo en la córnea de ratones transgénicos CD11c-DTR+ (5 meses, ambos sexos) mediante inyecciones subconjuntivales de toxina diftérica (TD) para determinar los efectos de la ausencia de las CD en la actividad de los nervios sensoriales de frío corneales, el lagrimeo basal y el dolor. La actividad de los nervios sensoriales se estudió mediante registros electrofisiológicos ex vivo; la tasa de lagrimeo basal se midió con hilos comerciales de rojo de fenol y el dolor espontáneo se monitorizó midiendo la ratio de cierre del ojo. Por último, para evaluar la morfología y la distribución de las CD en la córnea, se llevaron a cabo montajes de córnea completa en las que se observaba la fluorescencia endógena de las células.

La depleción local de las CD alteró la actividad de los impulsos nerviosos de las terminaciones (INT) de los termorreceptores de frío en respuesta a los cambios de temperatura: mientras que la depleción de las CD a corto plazo producía una sensibilización de los termorreceptores de frío, especialmente en su respuesta al calor, la depleción de CD a largo plazo producía una desensibilización de los termorreceptores de frío en su respuesta al frío y tuvo un impacto en la forma del INT. Además, la ausencia de las CD produjo dolor tanto a corto como a largo plazo, siendo este dolor mayor en condiciones agudas en las que, además, la tasa de lagrimeo basal se redujo significativamente hasta casi la mitad. La repoblación de las CD en la córnea produjo una recuperación casi total de la actividad y la forma de los INT de los termorreceptores de frío en condiciones naif, aunque todavía se observaron signos de dolor espontáneo. Por último, cuando analizamos el efecto de la propia inyección subconjuntival utilizando solución salina tamponada con fosfato en lugar de TD, observamos un aumento de las respuestas al frío y algunos cambios en la forma del INT, lo que sugiere una lesión leve debida al procedimiento de inyección. Sin embargo, estos cambios fueron opuestos a los observados en condiciones de depleción de las CD y ni la tasa de lagrimeo basal ni el dolor se vieron afectados en estos animales. En conclusión, nuestros datos experimentales demuestran que existe una interacción funcional entre las CD residentes y los nervios sensoriales corneales en condiciones basales. Esto sugiere un papel crucial de las CD en la actividad de los nervios corneales y en el mantenimiento de la homeostasis de la superficie ocular.