Estudio electrorretinográfico en un biomodelo de glaucoma crónico en Göttingen Minipig

Abstract

La electrorretinografía es una técnica que permite evaluar de forma objetiva, la función retinal durante el proceso de transformación de un estímulo luminoso en una respuesta eléctrica. En nuestro estudio, se reproduce un biomodelo de glaucoma crónico humano de ángulo abierto en Göttingen minipig. Este biomodelo de glaucoma se consigue mediante la cauterización de las venas epiesclerales de uno de sus ojos, estando ya previamente validado en cerdo. Nuestros objetivos comprenden primeramente, la valoración de la evolución de la presión intraocular a lo largo de un periodo cercano al año (50 semanas), la estandarización de un protocolo electrorretinográfico en el Göttinger minipig y mediante el mismo, analizar los cambios producidos en el electrorretinograma como consecuencia del aumento sostenido de la presión intraocular. Esto nos permitirá crear un modelo de neurodegeneración producido por el glaucoma experimental. Por último, se analizará el modelo de neurodegeneración para encontrar patrones electrofisiológicos tempranos de dicho proceso. Todos estos datos se compararán con la bibliografía existente tanto a nivel de estudios realizados en humanos, como en otros biomodelos. Este estudio fue realizado en los ojos de 5 cerdos Göttingen minipig con edades en torno a los 5 meses. Tras confirmar la aptitud de los ojos para el estudio, a cada uno de los animales se les realizó un estudio clínico electrorretinográfico inicial, basado en las recomendaciones descritas por el ECVO y el ISCEV. El Test electroretinográfico se divide en tres pruebas, donde son recogidas las respuestas de la retina a estímulos de alta frecuencia (30Hz) y estímulos de baja frecuencia (4HZ) en condiciones fotópicas y en escotópicas. Una vez obtenidos los registros electrorretinográficos basales, se procede a la cauterización de las venas epiesclerales dorsales y ventrales de ojo izquierdo de cada animal. Este diseño experimental posibilita obtener en el mismo individuo un ojo control y un ojo experimental. Dicha cirugía permitió obtener una presión intraocular por encima de los valores normales, con un rango comprendido entre los 25 y 40 mmHg y mantenido a lo largo de todas las semanas de estudio. Nuevos estudios electrorretinográficos se repitieron posteriormente a los 2 y 4 meses tras la cirugía. El análisis de los resultados electrorretinográficos obtenidos, permitió mostrar una relación estadísticamente significativa entre el aumento de presión intraocular conseguida en el ojo a estudio, y el descenso de los valores de las ondas del electrorretinograma en dichos ojos. La comparativa realizada entre los valores electrorretinográficos basales y el ojo derecho control, con los datos obtenidos en el ojo izquierdo intervenido, evidencian la existencia de alteraciones en las ondas electrorretinográficas. Estas alteraciones quedan reflejadas primeramente en los valores de la onda-b, la onda-i y el PhNR del electrorretinograma y posteriormente se extienden al resto de los componentes electrorretinográficos. Estas ondas muestran un decrecimiento en su amplitud y latencia conforme avanza el tiempo de estudio y la presión intraocular elevada es mantenida. Dicho decrecimiento muestra un patrón, afectando primero a los componentes electrorretinográficos encargados de evaluar la función de las células ganglionares, así como también cuanto mayor es el tiempo de adaptación a condiciones escotópicas. Esta misma progresión de los valores electrorretinográficos de las ondas, ha sido ya descrita tanto en otros biomodelos de glaucoma experimental, como en personas afectadas por glaucoma crónico de ángulo abierto. Los hallazgos encontrados en nuestro estudio son homólogos a los que describe la bibliografía existente. Dentro de los parámetros cuyos valores muestran afectación debido al aumento sostenido de la presión intraocular, el componente PhNR presenta evidencias de una mayor precocidad en la detección los efectos producidos por dicha presión, en la respuesta de la retina. Los resultados obtenidos en nuestro estudio muestran que, en los ojos intervenidos, este componente posee un mayor número de valores fuera del rango normalidad desde el inicio del estudio electrorretinográfico y así mismo, no presenta alteración en el ojo control. Otros componentes como la onda-i y los valores de onda-b en condiciones escotópicas, presentan valores similares al PhNR pero no de forma tan precoz. Se representa así pues al componente PhNR como un importante marcador que permite el estudio y evaluación de los efectos que produce un aumento de presión intraocular sostenido, en la función electrofisiológica de la retina. The electroretinography is a technique that allows us, in an objective way, to test the function of the retina during the transformation process of a light stimulus into an electrical response. In this study, a biomodel of human chronic open-angle glaucoma is reproduced in Gottinguen minipigs. This glaucoma biomodel is made by the cauterization of episcleral veins in one of their eyes, this was previously described for pigs. Our main objectives include: Firstly, the evaluation of the intraocular pressure evolution throughout a period of nearly a year (50 weeks). Secondly, the standardization of an electroretinographic protocol in the Gottinguer minipig and, by means of it, the analysis of the changes produced in the electroretinogram after a sustained increase of the intraocular pressure. This will allow us to generate a model of neurodegeneration produced by the experimental glaucoma. And lastly, we will analyse the model of neurodegeneration in order to find early electrofisiological patterns in the mentioned process. All these data will be compared with the current bibliography about studies done in humans as well as in other biomodels. This test was done in the eyes of five gottinguen minipigs aged around five months. After verifying the suitability of the eyes for the study, a first electroretinografic clinic study was done to each animal, based on the detailed recommendations of the ECVO and ISCEV. The electroretinographic Test is divided into three different tests, in which we gather the responses of the retine to high(30Hz) and low (4HZ) frequency stimuli in photopic and scotopic conditions. Once we have obtained the basal electroretinographic values, we continue by cauterizing the dorsal and ventral episcleral veins in the left eye of each animal. This experimental design gives us the possibility of obtaining in the same individual a control eye and an experimental eye. Such surgery gave a result of an intraocular pressure above the standard values, with a rank of values between 25 and 40 mmHg, and were maintained all over the test period. New electroretinographic studies were repeated later, two and four months after the surgery. The analysis of the obtained electroretinographic results, gave us the possibility of showing a statistically significant relation between the increase of the intraocular pressure achieved in the eyes tested and the decrease of the electroretinogram wave values in those eyes. This comparison made between the basal electroretinographic values and the control right eye to the obtained data from the operated left eye, showed the presence of alterations in the electroretinographic waves. These alterations are showed first in the b-wave, the i-wave and the PhNR values of the electroretinogram and are later reflected on the rest of electroretinographic components. These waves show a decrease in their amplitude and latency as the time of the study progresses and the high intraocular pressure is maintained. Such a decrease shows a pattern: it first affects the electroretinographic components in charge of evaluating the ganglion cells function, and even more when the adaptation time to scotopic conditions is higher. This same progression of the wave electroretinographic values, has been already described in other biomodels of experimental glaucoma as well as in people affected by chronic open-angle glaucoma. The discoveries found in our study are a counterpart of what it is described in the current bibliography. Among the parameters whose values show affectation because of the sustained increase of intraocular pressure, the PhNR component gives evidence of a higher precocity in the detection of the effects produced by such pressure, in the retine response. The results obtained in our study show that, in the operated eyes, this component has a higher number of values out of the normal rank from the beginning of the electroretinographic study, and besides, there is no alteration in the control eye. Other components as the i-wave and the b-wave values in scotopic conditions, show values similar to the PhNR but not in such an early way. The PhNR is then presented as an important sign for allowing the study and evaluation of the effects produced by an increase of a sustained intraocular pressure in the electrophysiological function of the retine.