RESUMO Objetivo: O nosso objetivo neste estudo foi comparar as alterações na unidade funcional lacrimal em dois modelos de síndrome do olho seco neurogênica: desnervação sensorial da córnea versus desnervação autonômica da glândula lacrimal. Métodos: A rede neural é um importante suporte para a unidade funcional lacrimal. Pode ser dividido em vias aferentes (sensoriais) e eferentes (autonômicas), sujeitas a doenças graves que comprometem a unidade funcional lacrimal. Ratos Wistar machos, com 8 semanas de idade, foram divididos em três grupos: 1) Controle naïve (n=16 animais); 2) Desnervação autonômica: onde os ratos foram submetidos à ablação do nervo da glândula lacrimal direita e avaliados após um e dois meses (1 M a 2 M) do procedimento (n=7 animais por subgrupo, desnervação autonômica 1M e desnervação autonômica 2M, respectivamente); 3) Desnervação sensorial induzida por colírio a 0,2% de cloreto de benzalcônio, duas vezes ao dia por 7 dias no olho direito (n=10 animais). A sensibilidade da córnea foi medida pelo teste de movimento pata-olho com capsaicina (10 µM). A PCR quantitativa em tempo real foi aplicada para comparar a expressão relativa de mRNA de citocinas pró-inflamatórias: Il1b, Il6, Tnf, Mmp9, na córnea, gânglio trigêmio e glândula lacrimal. O mRNA dos agentes pró-mitóticos Bmp7, Runx1, Runx3, Fgf10 e Smad1 foram comparados na glândula lacrimal. Resultados: A desnervação sensorial induziu hiperalgesia da córnea (p=0,001). Desnervação sensorial e desnervação autonômica aumentaram o mRNA de citocinas pró-inflamatórias no córnea e glândula lacrimal (p<0,05), mas apenas desnervação sensorial aumentou o mRNA de Il1b e Tnf no gânglio trigêmio (p<0,05) quando comparado ao controle naïve. Conclusões: Os modelos de desnervação autonômica e desnervação sensorial podem ter características comuns, como inflamação de diferentes partes da unidade funcional lacrimal. No entanto, a hiperestesia e os marcadores inflamatórios no gânglio trigêmio de desnervação sensorial e a expressão de mediadores regenerativos na glândula lacrimal na desnervação autonômica são características que distinguem essas doenças, podendo ser investigadas em estudos futuros que abordam o olho seco secundário ao dano neural da unidade funcional lacrimal.

ABSTRACT Purpose: This study aimed to compare the changes in the lacrimal functional unit in the following two models of neurogenic dry eye syndrome: sensory denervation of the cornea versus autonomic denervation of the lacrimal gland. Methods: The neural network supports the lacrimal functional unit. It can be divided into afferent (sensory) and efferent (autonomic) pathways and is affected by severe diseases that compromise the lacrimal functional unit. Male Wistar, 8-week-old rats were divided into the following three groups: 1) control naïve (n=16 animals); 2) autonomic denervation: where rats were subjected to right lacrimal gland nerve ablation and evaluated after 1 and 2 months (1M and 2M) after the procedure (n=7 animals per subgroup, autonomic denervation 1M and autonomic denervation 2M, respectively); 3) sensory denervation induced by 0.2% benzalkonium chloride eye drops, twice a day for 7 days in the right eye (n=10 animals). The corneal sensitivity was measured using the eye wipe test with capsaicin (10 µM). The quantitative real-time PCR was performed to compare the mRNA expressions of proinflammatory cytokines, such as Il-1β, Il-6, Tnf, Mmp9, in the cornea, trigeminal ganglion, and lacrimal gland. In addition, the mRNA of the promitotic factors in the lacrimal gland, such as Bmp7, Runx1, Runx3, Fgf10, and Smad1, was compared. Results: Sensory denervation induced corneal hyperalgesia (p=0.001). Sensory denervation and autonomic denervation increased the mRNA of proinflammatory cytokines in the cornea and lacrimal gland (p<0.05), but only sensory denervation increased the mRNA levels of Il-1β and Tnf in the trigeminal ganglion (p<0.05) compared with the control naïve. Conclusions: Autonomic denervation and sensory denervation models can have common features, such as inflammation of different parts of the lacrimal functional unit. However, hyperesthesia and inflammatory markers in the trigeminal ganglion because of sensory denervation and the expression of regenerative mediators in the lacrimal gland owing to autonomic denervation are the distinguishing features of these diseases that can be explored in future studies assessing dry eye syndrome secondary to neural damage of the lacrimal functional unit.

RESUMO Objetivo: A deposição de colágeno e a diferenciação de miofibroblastos são fatores chaves relacionados à cicatrização excessiva em cirurgias oculares. Este estudo avaliou a atividade anti-fibrótica do ácido rosmarínico nos fibroblastos da cápsula de Tenon de coelhos estimulados com o fator de crescimento transformador-β2. Métodos: Culturas primárias de fibroblastos da cápsula de Tenon de coelhos foram tratadas com várias concentrações de ácido rosmarínico por 12h, na presença e na ausência do fator de crescimento transformador-β2. Após 48h, o índice de proliferação dos fibroblastos da cápsula de Tenon de coelhos e a diferenciação dos miofibroblastos foram investigados por coloração por imunofluorescência para proliferação de antígeno nuclear celular e α-actina de músculo liso, respectivamente. Um contador automático de células e um ensaio de atividade metabólica colorimétrica foram utilizados para avaliar o número e a viabilidade das células. A expressão e produção do colágeno foram determinadas por reação quantitativa em cadeia da polimerase em tempo real e ensaio de hidroxiprolina, respectivamente. Resultados: Fibroblastos da cápsula de Tenon de coelhos não estimulados tratados com qualquer concentração de ácido rosmarínico exibiram diminuição de colágeno (p<0,01), mas não mostraram diferenças no índice de proliferação. A exposição ao fator de crescimento transformador-β2 induziu a diferenciação de miofibroblastos e aumentou a produção de colágeno. A exposição ao ácido rosmarínico nas concentrações de 1,0 e 3,0 µM reduziu o índice de proliferação (p<0,02), bem como a expressão de colágeno e a quantificação de hidroxiprolina (p<0.05). A exposição a 3,0 µM de ácido rosmarínico reduziu a viabilidade (p=0,035) de fibroblastos da cápsula de Tenon de coelhos não estimulados e o número de células (p=0,001) em culturas de fibroblastos da cápsula de Tenon de coelhos estimuladas e não estimuladas. Conclusões: A exposição ao ácido rosmarínico 1,0 µM foi não citotóxica e levou à expressão reduzida de colágeno e menor proliferação de fibroblastos da cápsula de Tenon estimulados pelo fator de crescimento transformador-β2. Esses achados sugerem que o ácido rosmarínico é um composto antifibrótico relativamente não lesivo aos fibroblastos da cápsula de Tenon de coelhos, com potencial aplicação como agente adjuvante em procedimentos oculares, particularmente em cirurgias de glaucoma.

ABSTRACT Purpose: Collagen deposition and myofibroblast differentiation are critical factors related to excessive scarring in ocular surgeries. This study evaluated the anti-fibrotic activity of rosmarinic acid on rabbit Tenon’s capsule fibroblasts stimulated with transforming growth factor- β2. Methods: Primary cultures of rabbit Tenon’s capsule fibroblasts were treated with various concentrations of rosmarinic acid for 12 h, in the presence and absence of transforming growth factor-β2. After 48 h, the proliferation index of rabbit Tenon’s capsule fibroblasts and the differentiation of myofibroblasts were investigated through immunofluorescence staining for proliferating cell nuclear antigen and alpha smooth muscle actin. An automated cell counter and colorimetric metabolic activity assay were used to evaluate cell number and viability. Collagen expression and production were determined by quantitative real-time polymerase chain reaction and hydroxyproline assay, respectively. Results: Unstimulated rabbit Tenon’s capsule fibroblasts treated with any concentration of rosmarinic acid exhibited diminished collagen expression (p<0.01) but showed no differences in proliferation index. Transforming growth factor-β2 exposure induced myofibroblast differentiation and increased collagen production. Exposure to rosmarinic acid at 1.0 and 3.0 µM concentrations reduced the proliferation index (p<0.02), as well as the collagen expression and hydroxyproline content (p<0.05). Exposure to 3.0 µM rosmarinic acid reduced viability (p=0.035) in unstimulated rabbit Tenon’s capsule fibroblasts and cell numbers (p=0.001) in both stimulated and unstimulated rabbit Tenon’s capsule fibroblast cultures. Conclusions: Exposure to 1.0 µM rosmarinic acid was noncytotoxic and led to reduced collagen expression and proliferation of stimulated rabbit Tenon’s capsule fibroblasts. These findings suggest that rosmarinic acid is a relatively non-injurious anti-fibrotic compound to rabbit Tenon’s capsule fibroblasts, with potential application as an adjunctive agent in ocular procedures, particularly in glaucoma surgeries.

Resumo Introdução: Salicilato em doses elevadas induz zumbido nos seres humanos e em animais experimentais. No entanto, os mecanismos e loci de ação do salicilato na indução de zumbido ainda não são bem conhecidos. A expressão dos genes precoces imediatos (GPIs) está tradicionalmente associada a alterações neuronais em longo prazo, mas ainda não está claro como e onde os GPIs são ativados em modelos animais de zumbido. Objetivos: No presente estudo investigamos a expressão de c-fos e Egr-1, dois GPIs, no núcleo coclear dorsal (NCD), colículo inferior (CI) e núcleo coclear ventral posterior (NCVp) de ratos. Métodos: Os ratos foram tratados com doses que, conhecidamente, induzem zumbido em ratos (300 mg/kg IP/dia, por três dias) e as expressões das proteínas c-fos e Egr-1 foram analisadas por meio de Western blot e imunoistoquímica. Resultados: Após a administração de salicilato, a expressão da proteína c-fos aumentou significativamente no NCD, NCVp e CI, quando analisados por Western blot. A coloração imunoistoquímica mostrou uma marcação mais intensa de c-fos no NCD, NCVp e CI e um aumento significativo de núcleos positivos de c-fos no NCVp e CI. Não detectamos aumento da expressão de Egr-1 em qualquer dessas áreas. Conclusão: Nossos dados mostram que uma dose alta de salicilato ativa neurônios no NCD, NCVp e CI. A expressão desses genes por doses altas de salicilato sugere que as alterações plásticas nessas áreas estão envolvidas na gênese do zumbido.

Abstract Introduction: Salicylate at high doses induces tinnitus in humans and experimental animals. However, the mechanisms and loci of action of salicylate in inducing tinnitus are still not well known. The expression of Immediate Early Genes (IEG) is traditionally associated with long-term neuronal modifications but it is still not clear how and where IEGs are activated in animal models of tinnitus. Objectives: Here we investigated the expression of c-fos and Egr-1, two IEGs, in the Dorsal Cochlear Nucleus (DCN), the Inferior Colliculus (IC), and the Posterior Ventral Cochlear Nucleus (pVCN) of rats. Methods: Rats were treated with doses known to induce tinnitus in rats (300 mg/kg i.p. daily, for 3 days), and c-fos and Egr-1 protein expressions were analyzed using western blot and immunocytochemistry. Results: After administration of salicylate, c-fos protein expression increased significantly in the DCN, pVCN and IC when assayed by western blot. Immunohistochemistry staining showed a more intense labeling of c-fos in the DCN, pVCN and IC and a significant increase in c-fos positive nuclei in the pVCN and IC. We did not detect increased Egr-1 expression in any of these areas. Conclusion: Our data show that a high dose of salicylate activates neurons in the DCN, pVCN and IC. The expression of these genes by high doses of salicylate strongly suggests that plastic changes in these areas are involved in the genesis of tinnitus.

Objetivo: Descrever um modelo animal de olho seco induzido pela aplicação tópica de cloreto de benzalcônio (BAC) e avaliar marcadores de integridade da superfície ocular e os achados histológicos. Métodos: Foram utilizados ratos wistar machos adultos. Foi realizada a administração tópica de colírio de BAC 0,2% no olho direito de cada animal duas vezes por dia, durante 7 dias, sendo o olho contralateral tido como controle. Após o tratamento foi realizada a avaliação da osmolaridade do filme lacrimal, o teste de fenol vermelho e a coloração com fluoresceína e lisamina verde. Os animais foram sacrificados e os tecidos extraídos para o estudo histológico da córnea, por microscopia óptica, corada com hematoxilina eosina (H&E). Resultados: Comparados com os controles não tratados o grupo BAC apresentou diminuição significativa na secreção lacrimal, defeitos na integridade epitelial da superfície ocular marcada por corantes vitais, fluoresceína e lisamina verde além do aumento da osmolaridade do filme lacrimal (p < 0,05). À avaliação histológica observou-se diminuição da espessura do epitélio e edema estromal induzidos pela aplicação de BAC. Conclusão: O modelo animal de olho seco por toxicidade induzido pela aplicação tópica de cloreto de benzalcônio apresentou alterações estruturais da córnea e da superfície ocular, diminuição do volume lacrimal e hiperosmolaridade da lágrima características dessa condição.

Purpose: Describe an animal model of dry induced by topical instillation of BAK and evaluate ocular surface biomarkers and histological findings. Methods: Male Wistar rats were used.Topical instillation of 0.2% BAK eyedrops twice a day during 7 days, in the right eye of each animal, while the other eye was taken as control. After 7 days treatment, we performed evaluation of tear film osmolarity, the red phenol thread and ocular surface staining with fluorescein and lissamine green. Afterwards, the animals were sacrificed for tissue extraction and histological evaluation under optical microscopy and H&E staining. Results: Compared with untreated controls, the BAK-group presented tear secretion significantly decreased, increased ocular surface staining by fluorescein and lissamine green and tear film hyperosmolarity (p <0,05). Histological evaluation revealed epithelial thinning and estromal oedema. Conclusions: A toxicity animal model of dry eye induced by topical instillation of benzalkonium chloride, which presents corneal and ocular surface alterations, decreased tear film volume and tear hyperosmolarity as seen in dry eye condition.