La queratitis microbiana es una infección ocular que causa ulceración corneal y afecta a más de 30,000 personas anualmente en Estados Unidos. Los microorganismos responsables pueden aumentar los riesgos para los usuarios de lentes de contacto (LC) debido a prácticas inadecuadas de higiene en el cuidado y mantenimiento de los lentes y sus estuches, así como la utilización incorrecta de soluciones desinfectantes multipropósito (MPS). En este sentido, la incorrecta limpieza y desinfección de los LC ha sido asociada con brotes significativos de queratitis microbiana, lo cual resalta la importancia de generar agentes biocidas eficaces en este proceso. (1)

En el origen de los factores de riesgo, la formación de biopelículas o biofilm tiene una antigüedad de más de tres mil millones de años. El interés en el estudio de dichas biopelículas ha aumentado debido a su asociación con varias infecciones humanas, pudiendo desarrollarse en superficies bióticas o abióticas. Las bacterias pueden ser formadoras de comunidades microbianas, y suelen proliferar en diferentes superficies, lo que supone un importante desafío en el campo de la salud. Los géneros bacterianos predominantes involucrados son Pseudomonas, Enterococos y Staphylococcus. Por tal motivo, la investigación en esta área tiene como objetivo comprender de manera más profunda los mecanismos de formación y funcionamiento de las biopelículas, con la finalidad de mejorar el tratamiento de infecciones asociadas. (2)

Las infecciones oculares pueden estar relacionadas con biopelículas, especialmente en el ámbito de los LC. La susceptibilidad a las infecciones oculares se incrementa por factores de riesgo como la cirugía ocular previa y enfermedades oftalmológicas previas. Investigaciones recientes han descubierto la existencia de un microbioma diverso en la superficie ocular. Este microbioma cumple una función protectora en el ojo. No obstante, la aparición de biopelículas en los LC puede resultar en complicaciones oculares severas, como la queratitis microbiana.  (2)

Para contrarrestar esta problemática, las soluciones desinfectantes químicas actuales incluyen diversos biocidas, tales como la polihexametileno biguanida (PHMB), la miristamidopropil dimetilamina (Aldox), el poliquaternium-1 (Polyquad) y la alexidina. Cuando los regímenes de cuidado químico superan la evaluación independiente de la Organización Internacional de Normalización (ISO), se les conoce como solución desinfectante multipropósito (MPDS). Los biocidas establecen una interacción electrostática con las membranas celulares de los microorganismos, lo que resulta en la alteración de su estructura. (3)

Por otro lado, los sistemas de peróxido de hidrógeno H202 (PH) son ampliamente empleados como soluciones desinfectantes oxidantes en entornos hospitalarios e industriales para la eliminación de microorganismos. Este sistema genera radicales hidroxilo, los cuales provocan daños oxidativos en las proteínas celulares y en los lípidos de la membrana de los microorganismos. Esto se traduce en una destacada y extensa acción antimicrobiana. (3)

En la evolución del desarrollo de productos eficaces para la desinfección de lentes de contacto, se ha empleado la povidona yodada o yodopovidona (PVP-I), las cuales necesitan ser neutralizadas, así como los sistemas de PH, pero a través de un mecanismo diferente. Es importante destacar que este tipo de soluciones desinfectantes fueron introducidas por primera vez en Japón, y ahora están disponibles para lentes de contacto blandos y rígidos. (3)

Se ha descrito que los sistemas de MPS a base de PVP-I se caracterizan por presentar una potente actividad antimicrobiana de amplio espectro y por su uso seguro. De hecho, muchos reportes indican que el sistema PVP-I se destaca como una solución desinfectante innovadora en comparación con un sistema convencional de MPS en términos de eficacia desinfectante. Lo anterior se soporta a base de pruebas independientes que consideran aspectos como el biofilm y la contaminación de la superficie de la lente o del estuche de los lentes de contacto.(3)

En un abordaje descriptivo de PVP-I, esta es un complejo químico estable compuesto por polivinilpirrolidona con yodo. Al ser aplicado, libera gas de yodo libre que oxida los enlaces C-H, N-H y S-H de los componentes celulares de los microorganismos. Esto provoca la alteración de la membrana celular y brinda una potente actividad antimicrobiana de amplio espectro.(3)

Se ha popularizado el sistema PVP-I (cleadew) para lentes de contacto blandos que consta de una solución para disolución y enjuague, así como de una tableta recubierta en seco. La primera solución contiene una solución salina tamponada con borato que incluye 40 ppm de peróxido de PH como agente conservante. En la tableta recubierta en seco, la capa externa está compuesta por PVP-I, mientras que la capa interna contiene ácido ascórbico como agente neutralizante y una enzima proteolítica. La presencia de una disolución de 500 ppm de PVP-I en la capa externa de la tableta, al ser expuesta a la solución de disolución y enjuague, genera una concentración de 50 ppm de yodo activo, lo cual provoca un cambio de color en la solución a naranja, evidenciando así un proceso visible de desinfección. (3)

Con lo anterior, la efectividad de este nivel de yodo se mantiene por alrededor de 5 minutos. Posteriormente, el ácido ascórbico contenido en el núcleo interno es liberado, neutralizando el yodo y provocando el inmediato aclaramiento de la solución. La duración de este procedimiento oscila alrededor de veinte minutos. El proceso completo de desinfección tiene una duración de 4 horas, durante las cuales las enzimas proteolíticas actúan para eliminar las proteínas de la superficie del lente de contacto y neutralizar cualquier residuo de yodo presente. Una vez retiradas los lentes del estuche, se procede a frotarlas y enjuagarlas con la solución de disolución y enjuague correspondiente, preparándolas para su uso seguro. Es importante destacar que la sensibilidad de la superficie ocular al peróxido de hidrógeno no se manifiesta a concentraciones inferiores a 100 ppm, por lo tanto, el peróxido de hidrógeno presente en las soluciones de disolución y enjuague se encuentra dentro de un margen seguro para su aplicación sin riesgo importante de reacción tóxica (3)

En lo concerniente a lentes de contacto rígidos, el sistema incluye 500 ppm de PVP-I, un surfactante aniónico, y una tableta que contiene sulfito de sodio como neutralizador y una enzima proteolítica como complemento para eliminar o evitar los depósitos de proteínas en los lentes de contacto. En el proceso de desinfección, se deposita la solución desinfectante y la tableta en el estuche. A los 5 minutos, la tableta libera su principio activo neutralizante.(3)

La neutralización del yodo en la solución se indica por el cambio de color de la solución de naranja a claro, aproximadamente 20 minutos después. La inmersión de los lentes de contacto durante un período de 4 horas posibilita la acción de las enzimas proteolíticas sobre las proteínas presentes en la superficie del lente, garantizando así la neutralización total de cualquier residuo de yodo. Se recomienda que antes de usar los lentes, es necesario extraerlos del estuche, frotarlos, y enjuagarlos con una solución salina estéril. (3) Ver Figura 1.

Figura 1. Sistema de desinfección a través de PVP-1.  (A_D) desinfección de lentes de contacto blandos. A. 1 minuto después de depositar la tableta, PVP-1 en la capa externa se disuelve y el líquido se observa naranja claro. B. 2 minutos después, el color del líquido cambia a Naranja oscuro con la capa externa disuelta. C. 7 minutos después, el neutralizador en el núcleo central comienza a disolverse y el color naranja oscuro cambia a naranja claro nuevamente. D. A los 20 minutos, la solución se neutraliza completamente, y el color de la solución se aclara en su totalidad.

(E–H) representa el proceso de desinfección para lentes de contacto rígidos.  E. El color del líquido es naranja oscuro al inicio. Por la PVP-1. F. Luego de 5 minutos el líquido aún es del mismo color porque el neutralizados se comienza a liberar 5 minutos después de la inmersión de la tableta. G. 7 minutos después de poner la tableta, cambia el color de oscuro a claro por efectos del neutralizador. H. a los 15 minutos, la PVP-1 se neutraliza completamente y se evidencia por el aclaramiento total del líquido. (3)

Las investigaciones realizadas en entornos controlados, se ha observado que PVP-I representa riesgo de toxicidad para las células epiteliales corneales y conjuntivales cuando se encuentra en concentraciones que superan los 1.000 ppm (0.1%). No obstante, a una concentración de 500 ppm (0.05%), muestra una baja citotoxicidad si se compara con el PH y PHMB, sin que por eso tenga menos propiedades desinfectantes. (3)

Entre las ventajas que representa el uso de PVP-I, se destaca que, no se han reportado casos de resistencia bacteriana derivada de cambios genéticos. Adicionalmente, no se observa un aumento en la resistencia antibacteriana debido a la falta de transferencia mediada por plásmidos. De alguna manera, se sugiere que el compuesto activo no afecta a las bacterias autóctonas y evita causar daño ocular gracias a una neutralización efectiva de la solución. (3)

Se ha descrito que las propiedades antibacterianas y antimicóticas de la solución de PVP-1 son relevantes en la prevención de la queratitis microbiana inducida por lentes de contacto. Como se mencionó anteriormente, esta queratitis es principalmente ocasionada por Pseudomona aeruginosa y Staphylococcus aureus. En Japón, donde PVP-1 se ha usado ampliamente, la Pseudomonas ha sido identificada como el agente causal de casos de queratitis severa que se asocian con un mal pronóstico visual. Por otro lado, la bacteria Achromobacter xylosoxidans, que es frecuente en casos de queratitis lamelar, está presente en el 61% de las infecciones corneales, lo cual resalta la necesidad de contar con soluciones desinfectantes eficaces para estos patógenos agresivos. (3)

También se ha demostrado que PVP-I puede tener una efectividad importante contra trofozoítos y quistes de Acanthamoeba, superando en muchos casos a otros sistemas desinfectantes incluyendo los basados en PH y otros principios activos de MPS. Sin embargo, se sugiere que PVP-I y PH han demostrado una eficacia notable en la desinfección de trofozoítos de Acanthamoeba, aunque su efectividad contra los quistes puede variar. Aún se necesita evidencia para aclarar los diferentes resultados contrastados de las investigaciones. (3)

En cuanto al estudio de posibles propiedades antivirales de PVP-1, los estudios evidencian una eficacia en la desinfección de virus como el SARS-CoV-2, mostrando resultados superiores a los obtenidos con las MPS convencionales, las cuales no revelaron la misma efectividad. En este sentido, el sistema PVP-I demostró una notable actividad virucida, especialmente a concentraciones virales elevadas, disminuyendo la adhesión viral en los lentes de contacto blandos de Hidroxietilmetacrilato y de hidrogel de silicona. No obstante, la efectividad de dichos sistemas podría incrementarse mediante la inclusión de fricción durante el proceso de limpieza, aumentando el pronóstico de la efectividad por este componente mecánico. (3)

Con base en lo anterior, se requiere a nivel latinoamericano el estudio del posible uso de PVP-1 como sistema de desinfección para su implementación en Latinoamérica. Sus propiedades y efectividad en Japón merecen la pena de ampliar la evidencia científica al respecto.

Martín Edisson Giraldo Mendivelso.

Optómetra ULS, Magister Ciencias de la Visión. ULS.

Especialista en Segmento Anterior y Lentes de Contacto USTA,

FELLOW IACLE. Profesor Universidad CES, Medellín.

[email protected].

Referencias

1. McAnally C, Walters R, Campolo A, Harris V, King J, Thomas M, et al. Antimicrobial efficacy of contact lens solutions assessed by iso standards. Microorganisms. 2021 Oct 1;9(10).
2. Voinescu A, Licker M, Muntean D, Musuroi C, Musuroi SI, Izmendi O, et al. A Comprehensive Review of Microbial Biofilms on Contact Lenses: Challenges and Solutions. Vol. 17, Infection and Drug Resistance. Dove Medical Press Ltd; 2024. p. 2659–71.
3. Itokawa T, Yamasaki K, Suzuki T, Koh S. Advances in Contact Lens Care Solutions: PVP-I Disinfectant and HAD Wetting Agents From Japan. Vol. 50, Eye and Contact Lens. Lippincott Williams and Wilkins; 2024. p. 91–101.