Científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC) han participado en un estudio que ha determinado las propiedades viscoelásticas de las lágrimas humanas. Las conclusiones derivadas de este trabajo, que aparece publicado en la revista Physics of Fluids y para el que se han probado diez formulaciones distintas de productos de hidratación ocular artificial, abren el camino al diseño de colirios más eficaces y adaptados a las necesidades del paciente.

En comparación con los colirios, las lágrimas naturales presentan una composición mucho más compleja. Contienen una amplia gama de componentes, como diversos tipos de lípidos, carbohidratos, proteínas, agua y sales. Esta mezcla compleja les confiere su espesor ideal y su capacidad para hidratar los ojos, un diseño difícil de replicar con menos ingredientes.

Los investigadores del IEM, en colaboración con investigadores del Polymat (UPV/EHU), del Departamento de Biología Celular e Histología y el Grupo de Biología (UPV/EHU), del Hospital Universitario de Donostia y la clínica oftalmológica Miranza Begitek, han analizado propiedades como la viscosidad, la elasticidad, la estabilidad y los efectos de diferentes concentraciones de componentes en lágrimas y colirios. Además, han examinado el comportamiento de los líquidos bajo estrés, como durante el parpadeo.

Para examinar los diminutos volúmenes de las lágrimas, se han empleado métodos de microrreología, los cuales son capaces de monitorizar en el líquido el movimiento de partículas del tamaño por debajo de una micra mediante la técnica denominada dispersión dinámica de la luz (DLS, sus siglas en inglés), que utiliza la luz dispersada por dichas partículas para revelar las propiedades del líquido en diferentes condiciones.

“Este estudio permitirá adaptar las formulaciones y características de los colirios utilizados en patologías como el ojo seco, para complementar las peculiaridades individuales y lograr una mayor eficacia. Es la primera vez que se aplican estos métodos al estudio de las lágrimas, lo que tiene implicaciones tanto para el conocimiento fundamental de este tipo de fluidos como para el diseño de materiales funcionales con propiedades específicas deseadas», señala Juan F. Vega, investigador del CSIC en el IEM.

Los investigadores creen que este enfoque podría aplicarse también al estudio de otros fluidos biológicos. Los autores planean seguir explorando formulaciones más complejas de productos de hidratación ocular artificial y ampliar su investigación al estudio de lágrimas humanas con aplicación en el tratamiento diferentes patologías.

«Mediante un ajuste cuidadoso, los productos de hidratación ocular artificial pueden adaptarse para satisfacer necesidades específicas, como estabilidad, lubricación e hidratación, y para imitar las lágrimas naturales», afirma Vega. «En última instancia, este trabajo tiene como objetivo mejorar la comodidad y el bienestar de las personas que experimentan síntomas de ojo seco», concluye.

Fuente: Dicyt

Referencia: Vega JF, Fernández M, Cardil A, Calafel I, Martínez-Soroa I,Pérez Sarriegui A, Acera A. Shedding light on the viscoelastic behavior of artificial and human tears: A microrheological approach. Physics of Fluids 35, 072008 (2023) https://doi.org/10.1063/5.0152482

https://pubs.aip.org/aip/pof/article-abstract/35/7/072008/2901647/Shedding-light-on-the-viscoelastic-behavior-of?redirectedFrom=fulltext

Las lágrimas desempeñan un papel importante en el mantenimiento de una vista sana en todas las especies, pero su estudio en ciertos animales no es tarea fácil. Estos fluidos complejos presentan diferentes concentraciones de componentes bioquímicos que resultan de la adaptación de los diferentes animales a sus entornos.

Estos fluidos complejos presentan diferentes concentraciones de componentes bioquímicos que resultan de la adaptación de los diferentes animales a sus entornos.

Hasta ahora, un equipo de científicos brasileños había logrado analizar la composición de estos fluidos en otros mamíferos como perros, caballos, monos o camellos, sin embargo, en otros animales, su recolección había sido compleja. Aves y reptiles requieren una manipulación especial, además de estar sanos.

En un nuevo trabajo, publicado en la revista Frontiers in Veterinary Science,  el mismo equipo de investigación, liderado por Arianne P. Oriá, de la Universidad Federal de Bahía en Salvador (Brasil) ha conseguido extraer las secreciones a siete especies de reptiles y aves cautivas como mascotas, o pertenecientes a programas de conservación. Guacamayos, halcones, búhos y un tipo de loro, así como tortugas, caimanes y tortugas marinas se suman a esta exclusiva lista de animales.

Descubrir cómo las lágrimas son capaces de mantener la homeostasis ocular, incluso en diferentes especies y condiciones ambientales, es crucial para comprender los procesos de evolución y adaptación, y es esencial para el descubrimiento de nuevas moléculas para fármacos oftálmicos, relata Oriá.

Los resultados muestran que estos fluidos en aves y reptiles no son tan diferentes de las humanas, es decir, que muestran similitudes en su equilibrio iónico, sobre todo en el gradiente de electrolitos lagrimales (componentes de este fluido) como el sodio y cloruro cuando se compararon con las lágrimas humanas.

“Aunque las aves y los reptiles tienen diferentes estructuras que se encargan de la producción de lágrimas, algunos electrolitos están presentes en concentraciones similares a las que se encuentran en los humanos”, explica la investigadora. “Pero las estructuras cristalinas están organizadas de diferentes formas para garantizar la salud de los ojos y el equilibrio con los distintos ambientes”, continúa.

Diferencias con las lágrimas de los humanos

Después de medir la composición bioquímica de estos fluidos, los autores observaron diferencias en los cristales que se formaron cuando se secó el líquido lagrimal. Estos mostraron más variación en comparación con las lágrimas de los diez voluntarios humanos que participaron en el estudio.

Los cristales de las lágrimas de tortuga marina y caimán sorprendieron a los científicos. “Fueron particularmente únicos, probablemente como una adaptación a sus ambientes acuáticos”, recalcan

“La cristalización se deriva de los electrolitos que forman el líquido lagrimal y de la migración de macromoléculas y proteínas a los bordes de los cristales en los seres humanos”, apunta Oriá, a quien le sorprendieron los cristales de las lágrimas de tortuga marina y caimán. “Fueron particularmente únicos, probablemente como una adaptación a sus ambientes acuáticos”, recalca.

Gracias a este patrón de cristalización, los investigadores podrían descubrir ciertos tipos de enfermedades oculares, así como otras variaciones entre los tipos de lágrimas. El análisis de su composición ayudará también al diagnóstico de enfermedades de la superficie ocular.

“La visión es el sentido más importante para muchas especies animales, y las enfermedades oculares pueden hacerles cambiar sus comportamientos sociales y alimentarios, así como su capacidad para escapar de los depredadores”, concluye la investigadora.

 agosto 16/2020 (SINC)

Referencia:

Oriá A.P. et al.: Comparison of Electrolyte Composition and Crystallization Patterns in Bird and Reptile Tears. Front. Vet. Sci. | doi: 10.3389/fvets.2020.00574

Un equipo de investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington, en San Luis, Estados Unidos, han observado que el virus de Zika podría alojarse en los ojos, ya que han detectado material genético del virus en las lágrimas, según las conclusiones de los investigadores publicadas en  Cell Reports.

La investigación se ha llevado a cabo sobre ratones modificados y supone un paso más en la comprensión de por qué algunos pacientes infectados con virus de Zika desarrollan ciertas patologías oftalmológicas como la uveítis, potencial causa de baja visión.

Regiones específicas

Los modelos de ratón de infección en adultos Zika confirman que el virus puede infectar a regiones específicas del ojo que originarían uveítis y conjuntivitis, patologías observadas en el 10-15 por ciento de los pacientes humanos. Además, se detectó ARN viral en las lágrimas de los roedores después de que el virus se eliminara, planteando, de esta forma, el hecho si el virus Zika continúa replicándose en la glándula lagrimal, donde se producen las lágrimas, o en la córnea, fuera, por tanto, del alcance del sistema inmune.

Según Michael Diamond, experto en infecciosas y virólogo y uno de los directores de la investigación, los datos sugieren que «el ojo podría ser un reservorio del virus Zika. La confirmación vendrá de trabajos con personas con esta infección ocular a largo plazo».

Así, son necesarios estudios adicionales en humanos para concretar todas las implicaciones de la infección por el virus Zika en el ojo. El modelo muestra lo que es posible y es un recurso para probar nuevas terapias», indica Rajendra Apte, oftalmólogo y biólogo molecular en la citada escuela estadounidense, que ha realizado los ensayos en colaboración con Diamond.

Posibles vías

En ratones adultos modificados para susceptibilidad a Zika, los signos de enfermedad en los ojos aparecieron dentro de los 7 días posteriores de la inoculación con el virus, desarrollando conjuntivitis, observada en pacientes humanos adultos infectados con Zika , la inflamación de la úvea y del nervio óptico, zona rara de infección en humanos.

Todavía no se sabe cómo el virus penetra en el ojo, pero «las posibles vías de infección ocular incluyen la transmisión del virus desde el cerebro a través del nervio óptico y en el ojo «, considera Diamond quien subraya que » alternativamente, el virus puede invadir el ojo por el cruce de la barrera sangre- retina. » Otra posible ruta , rara pero potencial para la transmisión del virus del Ébola , es entrar en la superficie del ojo».

 septiembre 09/2016 (Diario Médico)

Fuente: Miner J.J. and cols:  Zika Virus Infection in Mice Causes Panuveitis with Shedding of Virus in Tears. Cell Report.

El estudio, que se publica en el último número de la «Journal of Proteome Research», puede abrir nuevas vías para el descubrimiento de péptidos antibacterianos en diversos biofluidos y podría abrir la puerta a la experimentación en campos como los procesos inflamatorios o la curación de heridas. En él ha participado la Universidad Pontificia Católica de Valparaíso (Chile).

Los péptidos endógenos, presentes en las lágrimas o la saliva, son moléculas de gran interés biomédico. Mikel Azkargorta ha conducido el proyecto bajo la coordinación de Félix Elortza, ambos del CIC bioGUNE. Según Azkargorta, se han aplicado métodos de espectrometría de masas para el análisis y, una vez concluido el catálogo, el equipo quiso analizar si entre esas moléculas podía haber algunas con propiedades antimicrobianas.

«Detectamos la presencia de péptidos con predicción de alto valor antibacteriano», ha dicho Azkargorta. Entre los péptidos más activos, el equipo escogió dos procedentes de una proteína denominada lacritina y los sintetizaron en el laboratorio.

Posteriormente, incubaron varios patógenos oculares («E. coli», «P. aeruginosa», «L. monocytogenes» y «S. aureus»), junto a los péptidos sintetizados, y se observó que mostraban actividad antibacteriana.

«La detección de más de doscientos péptidos naturales supone un importante avance en la caracterización de la lágrima. Además, nos ha permitido descubrir que existen péptidos endógenos que muestran actividad antimicrobiana», ha comentado Elortza.

junio 19/2015 (Diario Médico)

Desde la organización recuerdan que la diabetes es un «problema enorme y creciente», que afecta a una de cada 19 personas del planeta, las cuales deben «mantener los niveles de azúcar en la sangre controlados», ya que de los contrario los afectados se enfrentan a graves complicaciones de salud, a corto y a largo plazo, como lesiones oculares, renales o cardiacas.

Los niveles de glucosa cambian con frecuencia por actividades normales como hacer ejercicio, comer o incluso sudar. Las subidas repentinas o las bajadas vertiginosas son peligrosas y no son algo fuera de lo común, con lo cual se tiene que controlar los niveles de azúcar de forma constante.

«Algunas personas llevan monitores de glucosa pegados al cuerpo, con un sensor de glucosa insertado bajo la piel. La mayoría se pinchan un dedo y analizan una gota de sangre diversas veces al día. Es una actividad que altera la normalidad y que es dolorosa y, en consecuencia, muchos diabéticos se controlan los niveles de azúcar con menos frecuencia de la que deberían», explican.

Ante esta situación, anuncia que ya están probando una lentilla capaz de medir los niveles de glucosa en las lágrimas a partir del uso de un «chip» inalámbrico minúsculo y un sensor de glucosa en miniatura insertado entre dos capas de material de lentes de contacto blandas.

«Estamos probando prototipos que pueden generar una lectura por segundo. También estamos estudiando el potencial de utilizarlo como sistema de advertencia para el que lleva la lentilla, así que estamos explorando la integración de minúsculas luces LED, que podrían encenderse para indicar que los niveles de glucosa están por encima o por debajo de ciertos umbrales», informan.

Así, aunque reconocen que la «tecnología aún está en sus inicios», han completado diversos estudios de investigación clínica que están ayudando a mejorar el prototipo y ya han contactado con la Agencia Americana del Medicamento (FDA, por sus siglas en inglés). «Esperamos que pueda acabar siendo una nueva forma de gestión de la enfermedad para las personas con diabetes», afirman.
enero 17/2014 (EP)