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GPR-68 in human lacrimal gland. Detection and possible role in the pathogenesis of dry eye disease - 25/05/22

Doi : 10.1016/j.jfo.2022.02.009 
G.-B. van Setten
 Department of Clinical Neuroscience, Lab DOHF, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden 

Corresponding author at: Karolinska Institutet, St Eriks Eye Hospital, Lab of DOHF and Wound Healing, Eugeniavägen 12/level 6, 17104 Solna, Sweden.Karolinska Institutet, St Eriks Eye Hospital, Lab of DOHF and Wound Healing, Eugeniavägen 12/level 6Solna17104Sweden
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Wednesday 25 May 2022
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Summary

Introduction

In parallel to ocular surface disease in dry eye there is often a dysfunctionality of the lacrimal gland apparatus. The functionality of the lacrimal gland is of major importance for maintenance of ocular surface integrity and health, even in conditions of enhanced stimulation and secretion requirements. Such enhanced secretion demands can push the lacrimal gland to its limits, with maximized tear fluid secretion and increased flow through the lacrimal ducts. The goal of this study was to investigate whether G protein-coupled receptor GPR-68 is present in the lacrimal gland, as this protein has recently been shown to be sensitive to flow rate and osmolarity.

Methods

For this purpose, de-identified sections of human lacrimal gland tissue were stained for the presence of G protein-coupled receptor 68 with specific antibodies using immunohistochemistry.

Results

Specific staining was detected in the acini and ducts of human lacrimal gland. In the ducts, the specific staining was found around the lumen of the ducts. In the acini, the specific staining was observed more towards the lumen but also intercellularly between the acinar cells.

Discussion

The detection of G protein-coupled receptor GPR-68 in the lacrimal gland, especially around the lumen of the ducts, raises the question about its function and purpose. Activation of GPR68 leads to modification of various cell functions and is associated with regulation of inflammation. Accordingly, enhanced, secretion-induced, augmentation of flow might exert fluid flow stress on the ducts and acini. This might lead to transient, localized activation of GPR-68 and secondary inflammation within the gland. Depending on the intensity, continuity or repetitive nature of the stimuli, exhaustion of the lacrimal gland secretion capacity might follow, and chronicity of the inflammation in the parenchyma as well as around the ducts might be a consequence.

Conclusion

G protein-coupled receptor GPR-68, sensitive to flow, is present in the human lacrimal gland. Increased flow, triggered by sensations such as are typical for dry eye, might lead to local inflammation. It is possible that these sensations might serve as a better indicator for the need and success of therapy than the clinical signs of dry eye disease, at least in the early stages of the disease.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Introduction

L’équivalent de la sécheresse oculaire en tant que maladie de la surface oculaire est souvent un dysfonctionnement de l’appareil glandulaire lacrymal. La fonctionnalité de la glande lacrymale est d’une importance majeure pour le maintien de l’intégrité et de la santé de la surface oculaire, même dans des conditions de stimulation accrue et d’exigences de sécrétion. De telles demandes de sécrétion accrues peuvent pousser la glande lacrymale au bord de sa capacité de production avec une sécrétion de liquide lacrymal maximisée avec un débit accru à travers les conduits de la glande lacrymale. Le but de cette étude était de déterminer si le récepteur couplé aux protéines G GPR-68 est présent dans la glande lacrymale, car cette protéine s’est récemment révélée sensible au débit et à l’osmolarité.

Méthode

À cette fin, des sections anonymisées de tissus de glandes lacrymales humaines ont été colorées pour la présence du récepteur 68 couplé aux protéines G avec des anticorps spécifiques en utilisant l’immunohistochimie.

Résultats

Une coloration spécifique a été détectée dans les acini et les conduits de la glande lacrymale humaine. Dans les conduits, la coloration spécifique a été trouvée autour de la lumière des conduits. Dans les acini, la coloration spécifique a été observée plus vers la lumière mais aussi de manière intercellulaire entre les cellules acineuses.

Discussion

La détection du récepteur couplé aux protéines G GPR-68 dans la glande lacrymale, en particulier autour de la lumière des conduits, soulève la question de leur fonction et de leur objectif. L’activation de GPR68 entraîne la modification de diverses fonctions cellulaires et est associée à la régulation de l’inflammation. En conséquence, une augmentation accrue du débit, induite par la sécrétion, pourrait exercer une contrainte d’écoulement de fluide sur les conduits et les acini. Cela pourrait entraîner une activation temporaire et localisée du GPR-68 et une inflammation secondaire dans la glande. Selon l’intensité, la continuité ou le caractère répétitif des stimuli, un épuisement de la capacité de sécrétion des glandes lacrymales pourrait s’ensuivre, et une chronification de l’inflammation dans le parenchyme ainsi qu’autour des conduits pourrait en être la conséquence.

Conclusion

Le récepteur couplé aux protéines G GPR-68, sensible au flux, est présent dans la glande lacrymale humaine. Un flux accru, déclenché par des sensations même celles typiques de la sécheresse oculaire, peut entraîner une inflammation locale. Il est possible que les sensations soient un meilleur indicateur du besoin et du succès du traitement que les signes cliniques de la sécheresse oculaire, du moins dans les premiers stades de la maladie.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Lacrimal gland, Inflammation, Dry eye diseases, Flow shear stress

Mots clés : Glande lacrymale, Inflammation, Sécheresse oculaire, Maladie de la surface oculaire, Contrainte de sécrétion de liquide


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