Introdução: As queimaduras alcalinas da córnea fazem parte dos ferimentos mais devastadores para o olho. Objetivo: Os objetivos foram investigar o efeito aditivo do olho seco na atividade de proteases na superfície ocular e complicações corneanas apos lesão ocular alcalina e também investigar a eficácia da terapia anti-inflamatória controlar este processo. Métodos: Um modelo combinado (CM) de olho seco e queimadura alcalina unilateral foi usada. Resumidamente, camundongos C57BL /6 foram submetidos à queimadura alcalina unilateral (AB) com ou sem olho seco concomitante por 2 ou 5 dias. Um grupo separado de animais foram submetidos a ambos modelos (AB e olho seco) foram tratados topicamente com a Dexametasona, ou Doxiciclina ou colírio controle de solução salina balanceada (BSS). Os camundongos foram observados diariamente para verificar o aparecimento de perfuração da córnea. Córneas inteiras foram colhidas e homogeneizadas para extração de RNA. PCR quantitativo em tempo real foi realizada para medir a expressão de citocinas inflamatórias, metaloproteinases de matriz (MMP). Ativdade da MMP-9, atividade da gelatinase e da atividade da mieloperoxidase (MPO) foram avaliados em córneas homogeneizadas. A presença da infiltração de neutrófilos foi avaliada por imunohistoquímica e citometria de fluxo. Resultados: Os olhos submetidos ao modelo combinado de AB e olho seco (CM) tiveram 20% de taxa de perfuração estéril da córnea 1 dia após a lesão inicial; que aumentou para 35% em 5 dias. Houve um atraso no fechamento da ferida e aumento de opacidade residual da córnea. Aumento dos níveis de IL-1, IL-6, e as MMPs 1, -3, -8, -9, 13 e CXCL1, foram encontrados após 2 dias no CM comparando com córneas AB. Um aumento da imunorreatividade da MMP-1, -3, -9 e -13 e atividade gelatinolítica da MMP-9 foram observadas em comparação com córneas do grupo CM comparado com AB. O aumento da infiltração de neutrófilos e a atividade da mieloperoxidase foi observado no grupo CM comparando-se com córneas do grupo AB após dois dias da lesão inicial. Não foram observadas perfurações nas córneas tratadas com Dexametasona. Nos olhos tratados com Doxiciclina, 100% do fechamento da ferida pós-lesão no dia 2 e pontuação significantemente menor na escala de opacidade da córnea em relação ao BSS também foram observadas nos dias 4 e 5. Córneas tratadas com Dexametasona apresentaram a menor pontuação de opacidade da córnea. Tratamento com Dexametasona diminuiu significativamente os níveis de mRNA da IL-1, IL-6, e MMP-1, -9, -13, e o TIMP-1 depois de 2 dias, e aumentou os níveis de MMP-8, enquanto que o tratamento com Doxiciclina diminuiu significativamente IL-1, IL-6, MMP-8, -9 e, em comparação com córneas tratadas com BSS. A diminuição da imunorreatividade da MMP-1, -9 e -13 e atividade gelatinolítica foram vistos em córneas tratadas com Doxiciclina e Dexametasona em comparação com o veículo BSS. O aumento da infiltração de neutrófilos e a atividade da mieloperoxidase foi observado no grupo BSS comparação com o grupo Dexametasona 2 dias pós-lesão. Conclusões: O olho seco ambiental piora o resultado da queimadura ocular alcalina, criando uma tempestade de citocinas e proteases, aumentando o risco de perfuração corneana. Entretanto, o tratamento inicial com terapia anti-inflamatória é muito eficaz na preservação da transparência corneana e facilita a cicatrização de feridas, enquanto controla a produção de MMP e a migração de neutrófilos. / Introduction: Alkali burns to the cornea are among the most devastating injuries to the eye. Purpose: To evaluate the effects of dry eye on ocular surface protease activity and sight threatening corneal complications following ocular surface chemical injury and also to investigate the efficacy of anti-inflammatory therapy controlling this. Methods: A combined model (CM) of unilateral alkali burn and dry eye was used. Briefly, C57BL/6 mice were subjected to unilateral alkali burn (AB) with or without concomitant dry eye for 2 or 5 days. A separate group of mice subjected to both AB and dry eye were topically treated with Dexamethasone (Dex), Doxycycline (Doxy) or saline control (BSS). Mice were observed daily for appearance of corneal perforation. Whole corneas were harvested and lysed for RNA extraction. Quantitative real time PCR was performed to measure expression of inflammation cytokines, matrix metalloproteinases (MMP). MMP-9 activity, gelatinase activity and myeloperoxidase (MPO) activity were evaluated in corneal lysates. Presence of infiltrating neutrophils was evaluated by immunohistochemistry and flow cytometry. Results: Eyes subjected to the combined model of AB and dry eye (CM) had 20% sterile corneal perforation rate as soon as 1 day after the initial injury, which increased to 35% by 5 days, delayed wound closure and increased corneal opacity. Increased levels of IL- 1, IL-6, and MMPs 1,-3,-8,-9, 13, and CXCL1 transcripts were found after 2 days in CM compared to AB corneas. Increased MMP-1, -3,-9 and -13 immunoreactivity and gelatinolytic activity were seen in CM corneas compared to AB. Increased neutrophil infiltration and MPO activity was noted in the CM group compared to AB 2 days post injury. No perforations were observed in the Dex treated corneas. Doxy treated eyes had 100% of wound closure 2D post-injury, and significant lower corneal opacity scores at days 4 and 5 compared to BSS. Dex-treated corneas showed the lowest corneal opacity score. Dex treatment significantly decreased mRNA levels of IL-1, IL-6, and MMPs -1,-9, -13, and TIMP-1 after 2 days with increased levels of MMP-8, while Doxy treatment significantly decreased IL-1, IL-6, MMP-8, and -9, compared to BSS-treated corneas. Decreased MMPs -1,-9 and -13 immunoreactivity and gelatinolytic activity were seen in corneas treated with Doxy and Dex compared to BSS vehicle. Increased neutrophil infiltration and MPO activity was noted in the BSS group compared to Dex 2 D post-injury. Conclusions: Desiccating stress worsens outcome of ocular alkali burn, creating a cytokine and protease storm with greater neutrophil infiltration, increasing the risk of corneal perforation. However, early treatment with anti-inflammatory therapy is very efficacious in preserving corneal clarity and facilitating wound healing, while controlling MMP production and migration of neutrophils.

Introdução: As queimaduras alcalinas da córnea fazem parte dos ferimentos mais devastadores para o olho. Objetivo: Os objetivos foram investigar o efeito aditivo do olho seco na atividade de proteases na superfície ocular e complicações corneanas apos lesão ocular alcalina e também investigar a eficácia da terapia anti-inflamatória controlar este processo. Métodos: Um modelo combinado (CM) de olho seco e queimadura alcalina unilateral foi usada. Resumidamente, camundongos C57BL /6 foram submetidos à queimadura alcalina unilateral (AB) com ou sem olho seco concomitante por 2 ou 5 dias. Um grupo separado de animais foram submetidos a ambos modelos (AB e olho seco) foram tratados topicamente com a Dexametasona, ou Doxiciclina ou colírio controle de solução salina balanceada (BSS). Os camundongos foram observados diariamente para verificar o aparecimento de perfuração da córnea. Córneas inteiras foram colhidas e homogeneizadas para extração de RNA. PCR quantitativo em tempo real foi realizada para medir a expressão de citocinas inflamatórias, metaloproteinases de matriz (MMP). Ativdade da MMP-9, atividade da gelatinase e da atividade da mieloperoxidase (MPO) foram avaliados em córneas homogeneizadas. A presença da infiltração de neutrófilos foi avaliada por imunohistoquímica e citometria de fluxo. Resultados: Os olhos submetidos ao modelo combinado de AB e olho seco (CM) tiveram 20% de taxa de perfuração estéril da córnea 1 dia após a lesão inicial; que aumentou para 35% em 5 dias. Houve um atraso no fechamento da ferida e aumento de opacidade residual da córnea. Aumento dos níveis de IL-1, IL-6, e as MMPs 1, -3, -8, -9, 13 e CXCL1, foram encontrados após 2 dias no CM comparando com córneas AB. Um aumento da imunorreatividade da MMP-1, -3, -9 e -13 e atividade gelatinolítica da MMP-9 foram observadas em comparação com córneas do grupo CM comparado com AB. O aumento da infiltração de neutrófilos e a atividade da mieloperoxidase foi observado no grupo CM comparando-se com córneas do grupo AB após dois dias da lesão inicial. Não foram observadas perfurações nas córneas tratadas com Dexametasona. Nos olhos tratados com Doxiciclina, 100% do fechamento da ferida pós-lesão no dia 2 e pontuação significantemente menor na escala de opacidade da córnea em relação ao BSS também foram observadas nos dias 4 e 5. Córneas tratadas com Dexametasona apresentaram a menor pontuação de opacidade da córnea. Tratamento com Dexametasona diminuiu significativamente os níveis de mRNA da IL-1, IL-6, e MMP-1, -9, -13, e o TIMP-1 depois de 2 dias, e aumentou os níveis de MMP-8, enquanto que o tratamento com Doxiciclina diminuiu significativamente IL-1, IL-6, MMP-8, -9 e, em comparação com córneas tratadas com BSS. A diminuição da imunorreatividade da MMP-1, -9 e -13 e atividade gelatinolítica foram vistos em córneas tratadas com Doxiciclina e Dexametasona em comparação com o veículo BSS. O aumento da infiltração de neutrófilos e a atividade da mieloperoxidase foi observado no grupo BSS comparação com o grupo Dexametasona 2 dias pós-lesão. Conclusões: O olho seco ambiental piora o resultado da queimadura ocular alcalina, criando uma tempestade de citocinas e proteases, aumentando o risco de perfuração corneana. Entretanto, o tratamento inicial com terapia anti-inflamatória é muito eficaz na preservação da transparência corneana e facilita a cicatrização de feridas, enquanto controla a produção de MMP e a migração de neutrófilos. / Introduction: Alkali burns to the cornea are among the most devastating injuries to the eye. Purpose: To evaluate the effects of dry eye on ocular surface protease activity and sight threatening corneal complications following ocular surface chemical injury and also to investigate the efficacy of anti-inflammatory therapy controlling this. Methods: A combined model (CM) of unilateral alkali burn and dry eye was used. Briefly, C57BL/6 mice were subjected to unilateral alkali burn (AB) with or without concomitant dry eye for 2 or 5 days. A separate group of mice subjected to both AB and dry eye were topically treated with Dexamethasone (Dex), Doxycycline (Doxy) or saline control (BSS). Mice were observed daily for appearance of corneal perforation. Whole corneas were harvested and lysed for RNA extraction. Quantitative real time PCR was performed to measure expression of inflammation cytokines, matrix metalloproteinases (MMP). MMP-9 activity, gelatinase activity and myeloperoxidase (MPO) activity were evaluated in corneal lysates. Presence of infiltrating neutrophils was evaluated by immunohistochemistry and flow cytometry. Results: Eyes subjected to the combined model of AB and dry eye (CM) had 20% sterile corneal perforation rate as soon as 1 day after the initial injury, which increased to 35% by 5 days, delayed wound closure and increased corneal opacity. Increased levels of IL- 1, IL-6, and MMPs 1,-3,-8,-9, 13, and CXCL1 transcripts were found after 2 days in CM compared to AB corneas. Increased MMP-1, -3,-9 and -13 immunoreactivity and gelatinolytic activity were seen in CM corneas compared to AB. Increased neutrophil infiltration and MPO activity was noted in the CM group compared to AB 2 days post injury. No perforations were observed in the Dex treated corneas. Doxy treated eyes had 100% of wound closure 2D post-injury, and significant lower corneal opacity scores at days 4 and 5 compared to BSS. Dex-treated corneas showed the lowest corneal opacity score. Dex treatment significantly decreased mRNA levels of IL-1, IL-6, and MMPs -1,-9, -13, and TIMP-1 after 2 days with increased levels of MMP-8, while Doxy treatment significantly decreased IL-1, IL-6, MMP-8, and -9, compared to BSS-treated corneas. Decreased MMPs -1,-9 and -13 immunoreactivity and gelatinolytic activity were seen in corneas treated with Doxy and Dex compared to BSS vehicle. Increased neutrophil infiltration and MPO activity was noted in the BSS group compared to Dex 2 D post-injury. Conclusions: Desiccating stress worsens outcome of ocular alkali burn, creating a cytokine and protease storm with greater neutrophil infiltration, increasing the risk of corneal perforation. However, early treatment with anti-inflammatory therapy is very efficacious in preserving corneal clarity and facilitating wound healing, while controlling MMP production and migration of neutrophils.