Cross linking del colágeno corneal

Incluido en la revista Ocronos. Vol. V. Nº 8–Agosto 2022. Pág. Inicial: Vol. V; nº8: 248

Autor principal (primer firmante): Lucia Ibares Frías

Fecha recepción: 1 de agosto, 2022

Fecha aceptación: 29 de agosto, 2022

Ref.: Ocronos. 2022;5(8) 248

Autores:

1. Lucia Ibares Frías. (Adjunto de Oftalmología del Hospital Universitario Gregorio Marañón).
2. Ana María Navas Sánchez. (Adjunto de Oftalmología del Hospital Universitario Gregorio Marañón).
3. Javier Torresano Rodríguez. (Adjunto de Oftalmología del Hospital Universitario Gregorio Marañón)
4. Ismael Nieva Pascual. (Adjunto de Oftalmología del Hospital Universitario Gregorio Marañón).
5. María Pilar Ruiz del Tiempo. (Adjunto de Oftalmología Hospital Universitario Miguel Servet).
6. Isabel Herrero Durán. (Adjunto de Oftalmología de Hospital Universitario Gregorio Marañón).

Resumen

El cross-linking del colágeno corneal (CCL- Corneal Cross Linking) es un tratamiento efectivo para las ectasias corneales progresivas: Es c es una técnica sencilla y poco invasiva que consiste en la fotopolimerización de las fibras estromales de la córnea mediante la acción conjunta de una sustancia fotosensibilizante, la riboflavina y la radiación ultravioleta tipo A (UVA A). Mediante esta reacción se incrementa la rigidez del colágeno corneal y también su resistencia a la progresión de la ectasia.

Historia

La técnica original fue desarrollada por Wollensak, Seiler y Spoerl en Dresden en 1998. Estos autores realizaron estudios de seguridad, toxicidad y eficacia en animales (cerdo y conejo) con los que consiguieron demostrar que la aplicación de una solución de Riboflavina al 0,1% y Dextrano al 20% era absorbida por la córnea una vez que se había desepitelizado, permitiendo la irradiación segura con luz ultravioleta (UV) A de 365 nm sin lesionar el endotelio ni otras estructuras intraoculares.⁽¹⁾ Se consideró el grosor necesario de la córnea, para el cual el proceso es seguro, de 400 µm. El primer ensayo clínico con datos de 22 pacientes fue publicado por los mismos autores en 2003. ⁽²⁾

En Italia se introdujo esta técnica en 2004 en la Universidad de Siena bajo el epígrafe “Siena Eye Cross Project”. El primer estudio en pacientes fue publicado en 2006, representando el segundo ensayo internacional sobre cross-linking del colágeno corneal y el primer análisis mediante microscopía confocal in vivo de la córnea humana con láser de barrido tras CCL. ⁽³⁾

Actualmente los dispositivos han mejorado en relación al alineamiento y correcto centrado del haz UV-A con el objetivo de mejorar la seguridad y eficacia. El número de publicaciones en relación al CCL ha aumentado exponencialmente los últimos años. ⁽⁴⁾

Bases físicas del Cross Linking del colágeno corneal

CCL consiste en la creación de enlaces covalentes o iónicos que unen una macromolécula (polímero) a otra.

La riboflavina o vitamina B2: Es una sustancia que, disuelta en agua, tiene una coloración entre naranja y amarillo-anaranjado. Su pico de absorción máximo es a 370 nm. En la técnica de cross-linking del colágeno corneal se emplea una concentración del 0,1% que optimiza su coeficiente de absorción. Tiene una misión doble: por una parte, al ser activada por la radiación ultravioleta, libera radicales libres de oxígeno por medio de una reacción de fotooxidación que reaccionan con diversas moléculas, induciendo la formación de enlaces covalentes entre los grupos camino de las fibras de colágeno. Estas uniones confieren una mayor estabilidad y rigidez al colágeno corneal. Por otra parte, la riboflavina actúa como un filtro de las radiaciones UVA, permitiendo que solo un 5% de la energía aplicada pase a las estructuras intraoculares. También aumenta la absorción de la Radiación UVA por las lamelas corneales, que pasa de un 30% sin la riboflavina como fotomediador a un 95%.⁽¹⁾

Los efectos de la reticulación del colágeno corneal comprenden el aumento de la rigidez corneal, aumento de la resistencia a la digestión enzimática del colágeno y disminución del edema estromal.

El dextrano: Es un polisacárido ramificado constituido por muchas moléculas de glucosa unidas en cadenas de longitud variable. Su finalidad es mantener la presión osmótica de la córnea desepitelizada e impedir que se modifique su grosor, es decir, limitar el edema. Otros efectos con los que se le ha relacionado son el mantenimiento de un ambiente controlado, y maximizar el efecto del CCL. La concentración a la que se utiliza es al 20%.

La radiación ultravioleta que se usa en esta técnica es de 370 nm. Esta radiación actúa como fotosensibilizante sobre la riboflavina. En los estudios de Wollensak y colaboradores se estimó que la energía adecuada era de 3mW/cm² y el área sobre la que debía actuar era de 7-9 mm de córnea desepitelizada. ⁽⁵⁾

Indicaciones

 La principal indicación son las queratectasias progresivas donde se haya conseguido demostrar progresión: (disminución de la agudeza visual, cambio en la refracción, cambio en la queratometría, cambio en la morfología corneal).^(6-9) Recientemente también se ha empezado a emplear la técnica para el tratamiento de las queratitis infecciosas e inmunológicas (melting corneal, úlceras corneales tórpidas, queratopatía por micobacterias atípicas⁽¹⁰⁾ y otras queratitis infecciosas)^(11),(12), y el edema corneal por queratopatía bullosa o ⁽¹³⁾ distrofia corneal de Fuch.^,

Contraindicaciones

Se consideraba contraindicación absoluta la presencia de un grosor corneal tr a la desepitelización menor de 400 μm para que se asegure un lecho corneal tras la desepitelización mayor de 300 μm, impidiendo con ello que la radiación UVA llegue a niveles citotóxicos sobre el endotelio corneal y cristalino.Sin embargo, actualmente se están investigando nuevos caminos en la técnica para poder hacer cross-linking del colágeno corneal (CCL) en estos pacientes. ⁽¹⁴⁾

Otras contraindicaciones serían la presencia de cicatrices subepiteliales o estromales centrales o paracentrales, enfermedades vasculares del colágeno, en pacientes con cirugía incisional corneal previa (queratotomía radial o queratotomía astigmática), sequedad ocular severa y presencia de un recuento de células endoteliales menores de 2000 células/mm²

Como contraindicaciones relativas se podría destacar la edad. Inicialmente se consideraba una contraindicación en menores de 18 años aunque hoy en día cada vez hay más partidarios de realizar la técnica en niños con queratocono en progresión sin encontrar complicaciones. ⁽¹⁵⁾ En mayores de 50 años, se discute si la técnica puede tener algún valor debido al CCL fisiológico con la edad. En algunos centros se exige que la agudeza visual corregida sea inferior a 0,8 (25/20) ya que, de lo contrario, se operaria un ojo sano y el paciente no entendería una justificación para el tratamiento. En este caso no es posible determinar si los beneficios del procedimiento compensan los riesgos. Queratometrías previas de >58 DP, donde es frecuente que haya fibrosis corneal, y además suele estar relacionado con mayor número de complicaciones.

Técnica quirúrgica

La técnica realizada en la mayoría de las publicaciones, es la técnica clásica de Dresden descrita por Wollensak. Consiste en la instilación de riboflavina isotónica cada 5 minutos durante 30 minutos sobre la córnea previamente mecánicamente desepitelizado en los 8 mm centrales. Posteriormente se realiza la irradiación con UV-A (370 nm) con una energía de 3mW/cm² a una distancia de 10 cm durante 30 minutos siguiendo con la instilación de riboflavina cada 5 minutos. Tras este tiempo se coloca una lente de contacto terapéutica hasta el cierre completo del epitelio.

Modificaciones del protocolo estándar

A pesar de que el protocolo descrito anteriormente ha mostrado su eficacia en la práctica clínica, se están realizando investigaciones con el objetivo de modificar el protocolo estándar para mejorar el confort y satisfacción del paciente. Es importante señalar que para asegurar el éxito de la terapia con cross-linking del colágeno corneal, existen dos factores fundamentales que hay que tener en cuenta: un grosor corneal mínimo para asegurar que no se dañe el endotelio y asegurar en el tejido una concentración adecuada de riboflavina.

• Con el objetivo de realizar elcross-linking del colágeno corneal en córneas de grosor menor de 400 µm se han propuesto varias alternativas como la realización de un desbridamiento epitelial guiado por paquimetría en lugar de un desbridamiento completo,⁽¹⁴⁾ usar riboflavina hipoosmolar ^{(16) (17)}(usando gotas de riboflavina hipotónica 0,1 % cada 10 segundos) para hinchar la córnea hasta que la córnea sea más gruesa que 400 µm. ⁽¹⁸⁾

 En el protocolo estándar (Dresden) se produce una desepitelización para facilitar la penetración de riboflavina en el estroma que va acompañada de dolor, sensación de cuerpo extraño y disconfort en forma de lagrimeo durante algunos días y un aumento del riesgo para complicaciones. Además, la desepitelización provoca adelgazamiento corneal que en corneas muy delgadas puede generar problemas. Debido a esto, varios investigadores están intentando encontrar una modificación de la técnica de cross-linking del colágeno corneal sin desepitelización.⁽¹⁹⁾ como por ejemplo: un desbridamiento parcial o micropunciones, crear un un bolsillo intraestromal con láser de Femtosegundo a 100 μm de la superficie, el uso de moléculas como cloruro de benzalconio (BAC) trometamol o el ácido etildiaminotetracético para aumentar la permeabilidad del epitelio corneal y así poder realizar el CCL transepitelial (epi-on). ^{(20),(21, 22)} La aportación más reciente es la que propone utilizar métodos de iontoforesis para mejorar la penetración, especialmente cuando se combinan con la eliminación parcial del epitelio, solo de sus capas más superficiales. Los estudios al respecto muestran un descenso muy importante de las complicaciones y una saturación muy efectiva del estroma. ⁽²³⁾

• Actualmente, con el objetivo de reducir el tiempo de la técnica, se están proponiendo nuevos protocolos con mayor intensidad de la radiación ultravioleta que reduce el tiempo de exposición y mejora la penetración de la riboflavina incluso a través del epitelio corneal íntegro. ⁽²⁴⁾

Resultados

Los resultados de diferentes publicaciones muestran cómo con el tratamiento se consigue detener la progresión de la ectasia corneal en un porcentaje importante de pacientes con queratocono. ⁽²⁾

Con respecto a la evolución clínica tras la realización de CCL corneal, los pacientes deberán esperar visión borrosa, lagrimeo y sensación de cuerpo extraño durante 24-48 horas después de la cirugía. La visión borrosa podrá durar hasta un mes después de la cirugía o más en función de la cantidad de edema corneal presente. ⁽²⁾

Tras el CCL se han descrito varios signos clínicos corneales: la saturación del estroma por Riboflavina puede provocar una tinción amarilla de la córnea que se resuelve en 3, 4 días y no provoca disminución de visión. También se describe haze estromal o reacción cicatricial en los 2/3 anteriores del estroma con morfología en panal esponja. Se describe junto con una línea de demarcación que separa el estroma anterior con haze y el estroma posterior transparente. Este fenómeno se tiende a resolver aproximadamente desde los tres meses después de la intervención con una mejoría de la agudeza visual acompañada. Esta reacción estromal desaparece totalmente habitualmente en el sexto mes, sin dejar ningún tipo de fibrosis. En cuanto al endotelio, se observa que no existe daño celular si se cumplen los parámetros de seguridad.

Estudios en humanos después de realización CCL corneal en córneas con queratocono han demostrado mejora de la agudeza visual con y sin corrección, ⁽²⁾ reducción de los valores queratométrico mayor (K1) y menor (K2) en los 3mm centrales entre 1,14 y 2,87 DP y la reducción en el equivalente esférico entre 1,14 a 1,45 DP. ⁽²⁾

También se describe una mejoría de los índices topográficos del queratocono, ⁽³⁾ aberraciones de alto orden ⁽²⁵⁾ y síntomas visuales subjetivos como glare, halos o diplopía. ⁽⁹⁾

Complicaciones

Suelen presentarse en un porcentaje variable de pacientes en función de las series con una incidencia de 2-10% de los casos, siendo las más graves las asociadas a problemas relacionados con la desepitelización. Otras complicaciones descritas son las queratitis infecciosas. ⁽²⁶⁾ También se han descrito melting y perforaciones corneales, ⁽²⁷⁾ cicatrices estromales, ⁽²⁸⁾ edema y haze corneal persistente. ⁽²⁹⁾

Futuro del CCL

Áreas de investigación futura incluyen la indicación y eficacia del retratamiento. Se sabe que el recambio de colágeno en la córnea se produce cada 2-7 años, lo que puede indicar la necesidad de un nuevo tratamiento si las nuevas fibras de colágeno no muestran la misma fuerza y resistencia a la degradación.⁽²⁾ Otra área de reciente investigación es el uso de nuevas sustancias para realizar CCL como la glucosa, gliceraldehído, formaldehido y glutaraldehído, también se está investigando para encontrar las bases para los ajustes de los nomogramas cuando se combina el CCL con otras técnicas. y encontrar la dosis mínima que logre el mayor efecto con mínimas complicaciones y menor tiempo de procedimiento.

Conclusiones

El crosslinking del colágeno corneal es una técnica que aumenta la rigidez corneal siendo efectiva en el tratamiento de las ectasias corneales. Sin embargo, la no estabilidad a lo largo del tiempo junto con la posibilidad de complicaciones derivadas de la técnica estándar hace que deba ser usada con precaución.

Bibliografía

1. Spoerl E, Huhle M, Seiler T. Induction of cross-links in corneal tissue. Exp Eye Res. 1998;66(1):97-103.
2. Wollensak G, Spoerl E, Seiler T. Riboflavin/ultraviolet-a-induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus. Am J Ophthalmol. 2003;135(5):620-7.
3. Caporossi A, Baiocchi S, Mazzotta C, Traversi C, Caporossi T. Parasurgical therapy for keratoconus by riboflavin-ultraviolet type A rays induced cross-linking of corneal collagen: preliminary refractive results in an Italian study. J Cataract Refract Surg. 2006;32(5):837-45.
4. Shetty R, Matalia H, Nuijts R, Subramani M, Dhamodaran K, Pandian R, et al. Safety profile of accelerated corneal cross-linking versus conventional cross-linking: a comparative study on ex vivo-cultured limbal epithelial cells. Br J Ophthalmol. 2014.
5. J C. Técnicas de modelado corneal. 1 ed: Sociedad Española de Cirugía ocular implanto refractiva; 2009 2009. 479 p.
6. Hersh PS, Greenstein SA, Fry KL. Corneal collagen crosslinking for keratoconus and corneal ectasia: One-year results. J Cataract Refract Surg. 2011;37(1):149-60.
7. Greenstein SA, Shah VP, Fry KL, Hersh PS. Corneal thickness changes after corneal collagen crosslinking for keratoconus and corneal ectasia: one-year results. J Cataract Refract Surg. 2011;37(4):691-700.
8. Greenstein SA, Fry KL, Hersh PS. In vivo biomechanical changes after corneal collagen cross-linking for keratoconus and corneal ectasia: 1-year analysis of a randomized, controlled, clinical trial. Cornea. 2012;31(1):21-5.
9. Brooks NO, Greenstein S, Fry K, Hersh PS. Patient subjective visual function after corneal collagen crosslinking for keratoconus and corneal ectasia. J Cataract Refract Surg. 2012;38(4):615-9.
10. Kymionis GD, Kankariya VP, Kontadakis GA. Combined treatment with flap amputation, phototherapeutic keratectomy, and collagen crosslinking in severe intractable post-LASIK atypical mycobacterial infection with corneal melt. J Cataract Refract Surg. 2012;38(4):713-5.
11. Hafezi F. Significant visual increase following infectious keratitis after collagen cross-linking. J Refract Surg. 2012;28(8):587-8.
12. Sauer A, Letscher-Bru V, Speeg-Schatz C, Touboul D, Colin J, Candolfi E, et al. In vitro efficacy of antifungal treatment using riboflavin/UV-A (365 nm) combination and amphotericin B. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010;51(8):3950-3.
13. Sanz-Marco E, Garcia Delpech S, Lopez-Prats MJ, Diaz-Llopis M. [Cross-linking: a new approach to bullous keratopathy]. Arch Soc Esp Oftalmol. 2011;86(12):419-20.
14. Mazzotta C, Ramovecchi V. Customized epithelial debridement for thin ectatic corneas undergoing corneal cross-linking: epithelial island cross-linking technique. Clin Ophthalmol. 2014;8:1337-43.. 
15. Caporossi A, Mazzotta C, Baiocchi S, Caporossi T, Denaro R, Balestrazzi A. Riboflavin-UVA-induced corneal collagen cross-linking in pediatric patients. Cornea. 2012;31(3):227-31.
16. Hafezi F, Kanellopoulos J, Wiltfang R, Seiler T. Corneal collagen crosslinking with riboflavin and ultraviolet A to treat induced keratectasia after laser in situ keratomileusis. J Cataract Refract Surg. 2007;33(12):2035-40.
17. Snibson GR. Collagen cross-linking: a new treatment paradigm in corneal disease – a review. Clin Experiment Ophthalmol. 2010;38(2):141-53.
18. Hafezi F. Limitation of collagen cross-linking with hypoosmolar riboflavin solution: failure in an extremely thin cornea. Cornea. 2011;30(8):917-9.
19. Bottos KM, Dreyfuss JL, Regatieri CV, Lima-Filho AA, Schor P, Nader HB, et al. Immunofluorescence confocal microscopy of porcine corneas following collagen cross-linking treatment with riboflavin and ultraviolet A. J Refract Surg. 2008;24(7):S715-9.
20. Kissner A, Spoerl E, Jung R, Spekl K, Pillunat LE, Raiskup F. Pharmacological modification of the epithelial permeability by benzalkonium chloride in UVA/Riboflavin corneal collagen cross-linking. Curr Eye Res. 2010;35(8):715-21.
21. Raiskup F, Pinelli R, Spoerl E. Riboflavin osmolar modification for transepithelial corneal cross-linking. Curr Eye Res. 2012;37(3):234-8.
22. Zhang ZY, Zhang XR. Efficacy and safety of transepithelial corneal collagen crosslinking. J Cataract Refract Surg. 2012;38(7):1304; author reply -5.
23. Mencucci R, Ambrosini S, Paladini I, Favuzza E, Boccalini C, Raugei G, et al. Early effects of corneal collagen cross-linking by iontophoresis in ex vivo human corneas. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2015;253(2):277-86.
24. Shetty R, Matalia H, Nuijts R, Subramani M, Dhamodaran K, Pandian R, et al. Safety profile of accelerated corneal cross-linking versus conventional cross-linking: a comparative study on ex vivo-cultured limbal epithelial cells. Br J Ophthalmol. 2015;99(2):272-80.
25. Ghanem RC, Santhiago MR, Berti T, Netto MV, Ghanem VC. Topographic, corneal wavefront, and refractive outcomes 2 years after collagen crosslinking for progressive keratoconus. Cornea. 2014;33(1):43-8.
26. Kymionis GD, Portaliou DM, Bouzoukis DI, Suh LH, Pallikaris AI, Markomanolakis M, et al. Herpetic keratitis with iritis after corneal crosslinking with riboflavin and ultraviolet A for keratoconus. J Cataract Refract Surg. 2007;33(11):1982-4.
27. Labiris G, Kaloghianni E, Koukoula S, Zissimopoulos A, Kozobolis VP. Corneal melting after collagen cross-linking for keratoconus: a case report. Journal of medical case reports. 2011;5:152.
28. Angunawela RI, Arnalich-Montiel F, Allan BD. Peripheral sterile corneal infiltrates and melting after collagen crosslinking for keratoconus. J Cataract Refract Surg. 2009;35(3):606-7.
29. Sharma A, Nottage JM, Mirchia K, Sharma R, Mohan K, Nirankari VS. Persistent corneal edema after collagen cross-linking for keratoconus. Am J Ophthalmol. 2012;154(6):922-6.e1.