Συγκριτική υπερμικροσκοπική μελέτη προσθίου περιφακίου καταρρακτικών ασθενών σε σχέση με την παρουσία ψευδοαποφολιδωτικού συνδρόμου

Abstract

Pseudoexfoliation syndrome (PEX), which is associated with increased intraoperative sequelae during phacoemulsification, exhibits a relatively high incidence in Greece. Multiannual surgical experience in PEX patients has led to the clinical observation that hydrodissection is achieved more easily in PEX patients. The present study aimed: a) to examine the anterior lens capsule using both transmission (TEM) and scanning electron microscopy (SEM) and b) to compare the ease of hydrodissection in cataract patients with and without PEX, intraoperatively. Materials and Methods: Overall, 149 patients with age-related, older than 60 years, were participated in the study. Sixty of them had PEX. All patients underwent uneventful phacoemulsification by the same surgeon. Thirty-four anterior lens capsules (aLCs), which were obtained through continuous curvilinear capsulorrhexis, were examined with TEM and 14 of them additionally with SEM. 115 patients were included in the clinical study, and three 1 ml insulin syringes, filled with 0.5ml balanced salt solution (BSS), were used for their hydrodissection. Sequentially, each one was injected underneath the anterior lens capsule at 3, 6 and 9 o’clock positions and the achievement or not of lens mobilization with this process was evaluated. Results: In patients with PEX, independently of the type of cataract, both TEM and SEM examination revealed extended subepithelial lesions. The lens epithelium surface towards the lens fibers was demonstrated more irregular and there was an extensive variation of the lens epithelial cells’ (LECs’) heights. On the LECs’ apical surface, extracellular material, amorphous, crystalline-like or microgranular, as well as membranous and oval-shaped structures were documented. Moreover, in addition to the typical fibrillar material above the basement membrane of the lens capsule, pseudoexfoliation fibrils were clearly detected, longitudinally, within the basement membrane. Degenerative lesions of the lens epithelium, such as diffuse intracellular and extracellular oedema, vacuoles, epithelial multilayering, destroyed or absent LECs with loose connections both amongst them and with the basement membrane, were observed in both groups. These alterations were more severe and more frequent in PEX patients. Lastly, apoptotic cells were detected in patients from both groups. The neighboring epithelial cells undertook the role of macrophages and apoptotic bodies were observed within phagosomes. In the clinical study, hydrodissection was successfully achieved with the described method in 92.8% of PEX patients and only in 64,8% of the control group, justifying that it is more easily performed in pseudoexfoliation syndrome (Chi-square test, p=0.001). Conclusion: In PEX, subepithelial lesions in the region of the lens epithelial-fiber interface were recorded for the first time. Our findings suggest that PEX may cause both epithelial and lens fibers’ degeneration, contributing to a loose contact between the lens epithelium and the underlying lens cortex. This theory justifies the different clinical behaviors of the tissues and the more easily performed hydrodissection in XFS eyes, as proved in the present clinical study. Additionally, fibrillar pseudoexfoliation material was demonstrated within the basement membrane of the anterior lens capsules for the first time. This TEM finding constitutes new evidence for XFS’s histopathogenesis and might help clarify the lenticular exfoliation material’s mechanisms of origin. Furthermore, TEM examination reveals ultrastructural abnormalities of the lens epithelium, mainly in PEX patients. In all samples, the lesions were comparable to those described in severe pathologies, all of which were excluded from the study. Lastly, this was the first study with transmission electron microscopy, the gold standard method to detect apoptosis, demonstrating human apoptotic lens epithelial cells.

Το ψευδοαποφολιδωτικό σύνδρομο (pseudoexfoliation syndrome, PEX), το οποίο ενοχοποιείται για αυξημένες διεγχειρητικές επιπλοκές κατά την φακοθρυψία, απαντάται αρκετά συχνά στην Ελλάδα. Κλινικά παρατηρήθηκε ότι ο υδροδιαχωρισμός πραγματοποιείται πιο εύκολα στους ψευδοαποφολιδωτικούς ασθενείς. Δύο κύριοι στόχοι τέθηκαν στην παρούσα έρευνα: α) η υπερμικροσκοπική μελέτη του προσθίου περιφακίου με τη βοήθεια των ηλεκτρονικών μικροσκοπίων διελεύσεως (transmission electron microscope, ΤΕΜ) και σαρώσεως (scanning electron microscope, SEM) και β) η κλινική σύγκριση της ευκολίας του υδροδιαχωρισμού μεταξύ ασθενών με και χωρίς ψευδοαποφολιδωτικό σύνδρομο. Ασθενείς-Μέθοδος: Συνολικά στη μελέτη συμμετείχαν 149 ασθενείς με γεροντικό καταρράκτη, άνω των 60 ετών, εκ των οποίων οι 60 εμφάνιζαν ψευδοαποφολιδωτικό σύνδρομο. Όλοι οι ασθενείς υποβλήθηκαν σε ανεπίπλεκτη φακοθρυψία από τον ίδιο χειρουργό. Τα πρόσθια περιφάκια που ελήφθησαν με συνεχή κυκλοτερή καψουλόρρηξη από τους 34 ασθενείς εξετάστηκαν με ΤΕΜ και τα 14 από αυτά επιπλέον με SEM. Στην κλινική μελέτη, συμμετείχαν οι υπόλοιποι 115 ασθενείς. Για τον υδροδιαχωρισμό σε αυτούς τους ασθενείς χρησιμοποιήθηκαν 3 σύριγγες ινσουλίνης γεμάτες με 0.5 ml BSS (balanced salt solution) που εγχυόταν στην 3η , 6η και 9η ώρα και αξιολογούνταν η επίτευξη ή όχι της πλήρους κινητοποίησης του φακού. Αποτελέσματα: Στους ασθενείς με ψευδοαποφολιδωτικό σύνδρομο, ανεξαρτήτως του βιομικροσκοπικού τύπου του καταρράκτη, τόσο με το ΤΕΜ όσο και με το SEM, εντοπίστηκαν εκσεσημασμένες υποεπιθηλιακές αλλοιώσεις. Η επιφάνεια του επιθηλίου προς τις φακικές ίνες εμφανιζόταν συνολικά πιο ανώμαλη και το ύψος των επιθηλιακών κυττάρων παρουσίαζε μεγάλο εύρος. Παράλληλα απεικονίστηκε εξωκυττάριο, άμορφο, κρυσταλλικό ή μικροκοκκώδες υλικό και μεμβρανώδεις ή ωοειδείς δομές. Επιπλέον, πέρα από το τυπικό ινιδώδες υλικό πάνω από τη βασική μεμβράνη του προσθίου περιφακίου προς τον πρόσθιο θάλαμο, επιμήκη ινίδια εντοπίζονταν με σαφήνεια και εντός της βασικής μεμβράνης. Στο επιθήλιο όλων των ασθενών παρατηρήθηκαν εκφυλιστικού τύπου αλλοιώσεις, όπως διάχυτο ενδοκυττάριο και εξωκυττάριο οίδημα, κενοτόπια, ψευδοπολυστιβάδωση, λύση των κυττάρων και διαταραχή της σύνδεσής τους τόσο μεταξύ τους όσο και με τη βασική μεμβράνη. Οι αλλοιώσεις αυτές ήταν πιο έντονες και πιο συχνές στους ασθενείς με ψευδοαποφολιδωτικό σύνδρομο. Τέλος, καταγράφηκαν αποπτωτικά κύτταρα και στις δύο ομάδες. Τα παρακείμενα επιθηλιακά κύτταρα απεικονίζονταν να αναλαμβάνουν τον ρόλο των μακροφάγων και αποπτωτικά σωμάτια εντοπίζονταν εντός φαγοσωμάτων. Στην κλινική μελέτη, ο υδροδιαχωρισμός πραγματοποιούταν επιτυχώς με την μέθοδο που περιγράψαμε στο 92,8% των ασθενών με ΡΕΧ, έναντι του 64,8% των ασθενών μαρτύρων, αποδεικνύοντας ότι επιτελείται ευκολότερα στο ψευδοαποφολιδωτικό σύνδρομο (Chi-square test, p=0.001). Συμπέρασμα: Στο ψευδοαποφολιδωτικό σύνδρομο καταγράφηκαν για πρώτη φορά υποεπιθηλιακές αλλοιώσεις, στην περιοχή διασύνδεσης του επιθηλίου με τις υποκείμενες φακικές ίνες. Προτείνουμε ότι οι εν λόγω αλλοιώσεις προκύπτουν από την εκφύλιση τόσο των επιθηλιακών κυττάρων όσο και των φακικών ινών, συμβάλλοντας στην χαλαρή σύνδεση του επιθηλίου με τον φλοιό. Αυτό δικαιολογεί τη διαφορετική κλινική συμπεριφορά των ιστών και τον ευκολότερο υδροδιαχωρισμό στους ψευδοαποφολιδωτικούς ασθενείς, όπως διαπιστώθηκε και στην κλινική μελέτη. Επιπρόσθετα, για πρώτη φορά καταγράφηκαν ινιδώδεις εναποθέσεις ψευδοαποφολιδωτικού υλικού και εντός της βασικής μεμβράνης του προσθίου περιφακίου ασθενών με ΡΕΧ, προσφέροντας νέα στοιχεία για την ιστοπαθογενετική προσέγγιση του ψευδοαποφολιδωτικού συνδρόμου, τα οποία θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αποσαφήνιση των μηχανισμών προέλευσης του φακικού ψευδοαποφολιδωτικού υλικού. Κυρίως στους ψευδοαποφολιδωτικούς ασθενείς, καταγράφηκαν επιπλέον σοβαρές επιθηλιακές αλλοιώσεις οι οποίες είναι συγκρίσιμες με αλλοιώσεις που έχουν περιγραφεί σε σοβαρές παθολογίες και νόσους, όλες εκ των οποίων είχαν αποκλειστεί από την παρούσα μελέτη. Πρόκειται, τέλος, για την πρώτη μελέτη ηλεκτρονικού μικροσκοπίου διελεύσεως, την πιο ειδική μέθοδο ανίχνευσης της απόπτωσης, η οποία κατέγραψε ανθρώπινα αποπτωτικά κύτταρα σε ασθενείς με καταρράκτη.