Le distrofie corneali sono un gruppo di malattie corneali accomunate dal fatto di essere geneticamente determinate e si caratterizzano per alterazioni strutturali della cornea. Le distrofie corneali a seconda della loro sede possono essere classificate in epiteliali (ad esempio Meesman e Reis-Bucklers) stromali (ad esempio maculare, granulare e lattice) ed endoteliali (ad esempio Fuchs, CHED). La diagnosi è clinica è può essere completata con OCT cornea, confoscan, esami genetici. La terapia è diversa a seconda della distrofia, in alcuni casi è sufficiente una PTK (cheratectomia fototerapeutica con laser ad eccimeri) in altri è necessaria una cheratoplastica lamellare (anteriore o endoteliale) in altri casi ancora una cheratoplastica (trapianto di cornea) perforante. Documento a cura del Dottor Luca Avoni.

1. WORK UP SULLE DISTROFIE
CORNEALI STROMALI
Diagnosi clinica e strumentale delle distrofie
corneali stromali
Luca Avoni
Ospedale Maggiore Bologna
Banca delle cornee dell’Emilia Romagna
SOI Maggio 2013

2. DIAGNOSI
 CLINICA
 Analisi genetica
 Istologia
 Microscopia confocale
 OCT

3. Corneal stromal
dystrophies
Macular corneal dystrophy
Granular corneal dystrophy
Lattice corneal dystrophies
Avellino

4. macular corneal dystrophy
 cloudy regions usually first appear within a hazy
stroma of both corneas during adolescence, but the
opacities may become apparent in early infancy or
as late as the sixth decade. Over time, the non-
transparent areas progressively merge as the entire
corneal stroma gradually becomes cloudy, causing
severe visual impairment usually before the fifth
decade. The bilateral corneal opacities progressively
extend through the entire thickness of the central
and peripheral corneal stroma. The corneal stroma
is thinner than normal
 India, Saudi Arabia, Iceland and parts of the USA
 MCD involves Descemet membrane and the corneal
endothelium in addition to the corneal stroma.

5. DISTROFIA CORNEALE
MACULAREDistrofia corneale di Groenouw tipo II
 Rappresenta la distrofia stromale corneale meno comune in
cui l’errore congenito sistemico del metabolismo del
cheratan solfato ha solo manifestazioni corneali.
 E’ stata suddivisa nei tipi I, IA e II, a seconda della presenza
o assenza del cheraton solfato antigenico (aKS) nel siero e
nella cornea, sebbene la morfologia corneale sia identica.
 Malattia rara a prevalenza non conosciuta; in alcune
comunità la prevalenza raggiunge 1 su 500 abitanti.
 L’esordio della malattia è fra i 5 e 9 anni, con riscontro con
riscontro di aree di opacità di densità variabile,
progressive, bilaterali dello stroma corneale, che si
estendono dalla membrana di Bowman alla membrana di
Descemet.

6. DISTROFIA CORNEALE
MACULARE
 La sensibilità corneale può essere ridotta e si possono
verificare erosioni corneali ricorrenti che provocano
fotofobia ed episodi di dolore. Lo stroma corneale è più
sottile che nella norma.

L’acuità visiva si riduce significativamente dalla quarta
decade di vita, a causa dell’eventuale confluire delle opacità
corneali e dell’eventuale coinvolgimento a tutto spessore
dello stroma fino al limbus. Coinvolti centro e periferia
della cornea
 La malattia è ereditaria a trasmissione autosomica
recessiva.

7. Histopathology
 The histopathology of MCD is characteristic.
Intracytoplasmic accumulations occur within the
keratocytes and corneal endothelium, but the corneal
epithelium is spared. The accumulations stain positively with
histochemical stains for glycosaminoglycans, such as periodic
acid-Schiff, alcian blue, metachromatic dyes, and possess an
affinity for colloidal iron The accumulations also stain with
the periodic acid-Schiff/thiocarbohyrazide/silver proteinate
and the periodic acid-methenamine silver techniques.
Intracytoplasmic vacuoles are a distinct ultrastructural feature
of the keratocytes and with appropriate tissue fixation delicate
fibrillogranular material can be discerned within the vesicles.
Some corneal endothelial cells contain similar material.
Numerous electron-lucent lacunae are randomly distributed
throughout corneas and some lacunae are filled with clusters
of abnormal sulfated chondroitinase ABC non-susceptible
proteoglycan filaments.

8. Istologia
Accumuli di collagene, ravvicinati in
modo anormale a livello delle lamelle
corneali, e un’ anomala aggregazione dei
glicosaminoglicani che colorano con
Alcian blu.

9. Transmission electron
micrograph  Transmission electron
micrograph of the corneal
stroma showing remnant
of a keratocyte distended
with fibrillogranular
material and cellular
debris. Some extracellular
debris is also present
amongst the collagen
lamellae

10. Transmission electron
micrograph  Transmission electron
micrograph of the
cytoplasm of a keratocyte
showing fibrillogranular
material within
membrane bound tubules

11. Scanning electron
micrograph  Scanning electron
micrograph of a section
through the corneal stroma
showing an accumulation
of abnormal material
between the collagen
lamellae in the location of
a keratocyte.

12. Scanning electron
micrograph  Scanning electron
micrograph of the corneal
endothelium showing the
surface profiles of the
nuclei as well as numerous
much smaller nodules
caused by cytoplasmic
accumulations of
glycosaminoglycans
within the corneal
endothelium

13. Transmission electron
micrograph  Transmission electron
micrograph of the deep corneal
stroma, Descemet membrane
and the corneal endothelium.
This portion of the corneal
endothelium contains
fibrillogranular material
within numerous vacuoles and
a distinct vacuolated band is
evident in Descemet membrane
beneath the most posterior part
of this layer

14. Scanning electron
micrograph  Scanning electron
micrograph through a part
of Descemet membrane
showing a honeycomb
appearance due to spaces
where abnormal material
was lost during tissue
processing.

15. Genetics Mutations in the CHST6 gene are responsible for most cases of MCD, but all cases of
MCD can not be explained by mutations in the coding region of CHST6, by major deletions
or insertions in the upstream region, or by splice site mutations which create or destroy
signals for exon-intron splicing. Marked allelic heterogeneity in CHST6 has been
documented in different populations throughout the world. The most frequent abnormalities
are missense and nonsense single nucleotide polymorphisms (SNPs) in CHST6 that alter a
conserved amino acid. Insertional or deletional defects in the region between the CHST5
and CHST6 genes account for some cases. More than 125 CHST6 mutations have been
identified in subjects with MCD from different countries (Britain, France, Iceland, India,
Italy, Japan, Saudi Arabia, USA, and Vietnam). Heterozygous mutations have been detected
in exon 3 of CHST6 in most families and almost all of them are associated with another
heterozygous mutation in the coding region of CHST6 on the other chromosome. Other
MCD causing mutations are nucleotide insertions or deletions in the coding region of
CHST6 that cause frameshift changes as well as a few deletions or substitutions upstream
between CHST5 and CHST6. The molecular basis for the different immunophenotypes
remains to be determined and a molecular genetic study of MCD in Saudi Arabia found
identical CHST6 mutations in families with MCD type I, IA and II. A recent study has
recognized several atypical immunophenotypes and found no relationship to specific
mutations in CHST6

16. Granular corneal dystrophy
(GCD) Groenouw type I
 Multiple small white discrete irregular-shaped sharply
demarcated spots that resemble bread crumbs or snowflakes
become apparent beneath Bowman zone in the superficial
central corneal stroma. They initially appear within the first
decade of life and may be evident by 3 years of age. The
opaque spots are often arranged in lines and with time they
gradually enlarge and become more numerous. In children the
external corneal surface is smooth, but in adults it often
becomes uneven. While some patients have only a few corneal
granules, others eventually have many and the cornea becomes
markedly opaque. Visual acuity is more or less normal.

17. Granular corneal dystrophy
(GCD) Groenouw type I
 By the end of a second decade, many opacities are present in
the central and superficial cornea but rarely in the deep stroma.
Intervening tissue between the opacities and in the peripheral
2–3 mm of the cornea usually remains crystal clear. The opaque
spots eventually extend throughout the central two-thirds of the
cornea. The stromal deposits do not move after they form.
Subtle differences in the clinical appearance of the discrete
corneal opacities permit two types of GCD to be recognized:
GCD type I (GCD1) and GCD type II (GCD2). GCD2 tends to
have fewer corneal deposits that GCD1 and the corneal deposits
in GCD2 sometimes resemble a combination of GCD and LCD.

18. DISTROFIA GRANULARE
 Distrofia corneale granulare.Distrofia corneale di
Groenouw tipo I
 Trattasi di una malattia corneale caratterizzata dalla
presenza di piccole opacità biancastre a livello dello
stroma corneale anteriore assiale visibili alla lampada a
fessura.
La malattia è rara a prevalenza non nota. Maschi e femmine sono affetti in ugual misura. AD.
L’esordio della malattia è nel giovane adulto; si evidenziano piccoli depositi biancastri, ben
delimitati che ricordano i fiocchi di neve o le briciole, centralmente nello stroma anteriore.
Le lesioni sono multiple, progressive e bilaterali. La forma di tali opacità è ben definita e
possono assumere forma a disco, ciambella, nodulare, clava, puntiforme. La graduale
confluenza è causa di deficit visivo ed in genere tale deficit si verifica tra la terza e la quinta
decade di vita. La cornea periferica solitamente non è coinvolta. Possono verificarsi anche se
non molto frequentemente ricorrenti lesioni epiteliali dolorose con secondarie opacizzazioni e
vascolarizzazioni.
● Criteri diagnostici La diagnosi rimane clinica e strumentale..
● Istologia Mostra depositi ialini amorfi che colorano in rosso brillante con il tricromo
Masson.
● Terapia Cheratoplastica lamellare o occasionalmente penetrante, a seconda
della profondità della opacità stromale.

19. microscopy
 Granular corneal
dystrophy. Light
microscopy of cornea
showing abnormal
eosinophilic deposits in
the corneal stroma.
Hematoxylin and eosin
stain.

20. Genetics GCD usually has an autosomal dominant mode of inheritance, but rarely occurs
sporadically due to de novo mutations or perhaps even mosaicism. In some families the
mutant gene is completely penetrant, but in others the penetrance is incomplete. The
mutation rate for GCD has been estimated to be about 0.3/1,000,000 in the Danish
population. Inter-familial differences and intra-familial similarities occur. When both parents
have GCD their offspring may be homozygous for the TGFBI mutation and develop an
unusually severe corneal dystrophy with larger corneal opacities and an earlier onset than
heterozygous cases. One family study suggests that persons heterozygous and homozygous
for the TGFBI gene are phenotypically identical, but genetic mutations were not performed
in this instance. Numerous mutations in TGFB1 have been found in clinically and
histopathologically distinct phenotypes, but GCD1 results from a p. Arg555Trp mutation,
whereas GCD2 is the effect of a p. Arg124His mutation in the TGFBI gene.

21. C.R. 86 anni F

22. R.L. 62 anni M

23. R.D. 26 anni M

24. DISTROFIA CORNEALE
RETICOLARE
 · Amiloidosi corneale
 · Distrofia tipo lattice
 La distrofia corneale reticolare è una malattia a trasmissione autosomica
dominante, che consiste nella deposizione di amiloide nello stroma corneale e
negli spazi subepiteliali, configurando il caratteristico quadro di piccoli accumuli
sferoidali uniti da un reticolato di linee. Ne derivano erosioni corneali e un
deterioramento progressivo dell’acuità visiva. Da un punto di vista genetico, si
possono distinguere due tipi: il tipo I, senza il coinvolgimento di ulteriori tessuti e
organi, e il tipo II, associato a una amiloidosi sistemica.
 Un’altra classificazione si basa sul quadro clinico e in tal caso la distrofia reticolata
viene distinta in: Distrofia reticolata tipo I (Biber-Haab-Dimmer), Distrofia
reticolata tipo II (Sindrome di Meretoja) e Distrofia reticolata tipo III e IIIA.

25. DISTROFIA RETICOLATA TIPO
1 (BIBER-HAAB-DIMMER) Autosomica dominante (AD), con il locus del gene su
5q31
 Avviene verso la fine della prima decade con erosioni
ricorrenti che precedono i cambiamenti tipici dello stroma.
E’pertanto possibile che, inizialmente, sfugga alla
diagnosi.
Si verifica la comparsa di macchioline biancastre di forma rotondeggiante nello stroma anteriore
che successivamente vanno incontro ad una progressione e coalescenza in fini linee, simili a una
tela di ragno, ramificate che formano un reticolato, meglio visibili con la retroilluminazione.
Inoltre, si verifica una diffusione profonda e verso l’esterno che risparmia la periferia corneale.
L’opacizzazione generalizzata conduce a un progressivo deficit visivo e può talora mascherare le
fini linee reticolate.
Istologia: mostra sostanza amiloide che colora con rosso Congo, presenta metacromasia con
viola cristallino e birifrangenza attraverso polaroid.
Terapia: è spesso necessario un trattamento con cheratoplastica perforante o lamellare prima
della sesta decade.

26. Hematoxylin and eosin stain
 deposits of eosinophilic
amyloid in corneal stroma.

27. DISTROFIA RETICOLATA TIPO
2 (SINDROME DI MERETOJA)
 AD, con il locus del gene su 9q34
 Avviene nella mezza età con paralisi faciale progressiva e
coinvolgimento corneale.
 Le erosioni ricorrenti sono meno frequenti rispetto alla reticolata
tipo 1.
Le linee reticolate sono fini, corte, disseminate in maniera casuale. Inoltre, sono più rade e
delicate, con un orientamento più radiale rispetto alla distrofia reticolata tipo 1. Le
manifestazioni sistemiche comprendono la neuropatia bilaterale progressiva cronica e
periferica, disartria, cute secca ed estremamente molle e pruriginosa, un’espressione
caratteristica del volto “a maschera”, labbra protrudenti e orecchie pendule.
L’amiloidosi può anche coinvolgere reni e cuore.
Istologia Mostra depositi di amiloide nello stroma corneale e negli altri distretti coinvolti.
Trattamento Avviene mediante cheratoplastica lamellare o perforante; può essere necessario
nella settima decade, ma è correlato all’insorgenza di complicanze quali infezioni ricorrenti
conseguenti alla cheratopatia da esposizione.

28. DISTROFIA RETICOLATA
TIPO 3-3A Ereditarietà: si presume sia autosomico-recessivo (AR), mentre quella del tipo 3A è AD
con il locus del gene su 5q31 per entrambe.
 Origini e diffusione
 Avviene tra la quarta e la sesta decade con deficit visivo, ma le erosioni ricorrenti sono
poco comuni.
 Si apprezzano linee spesse e filamentose che si estendono da limbus a limbus intervallate
da una minima opacizzazione. Vi può essere una grossolana asimmetria oppure le lesioni
possono essere una grossolana monolaterali e comparire saltuariamente.
 La progressione è rapida se la cornea è sottoposta a traumi, anche se minimi.
 Trattamento: Con la cheratoplastica lamellare o perforante è inevitabile.

29. DISTROFIA DI AVELLINO·Distrofia combinata granulare-reticolare della cornea.
 Distrofia corneale caratterizzata da alterazioni istopatologiche
tipiche della distrofia granulare che di quella reticolare. Dal punto
di vista clinico si riscontrano: depositi stremali anteriori bianco-
grigiastri; lesioni reticolari dello stroma.
E’ una malattia rara a prevalenza non nota. Maschi e femmine sono affetti in eguale misura. Si
caratterizza per tre segni fondamentali: depositi stromali anteriori bianco-grigiastri; lesioni
reticolari situate nello stroma medio fino a quello posteriore; opacità stremali anteriori. Dal
punto di vista istopatologico sono presenti le lesioni caratteristiche sia della distrofia granulare
che di quella reticolare. Nella distrofia granulare si ritrovano opacità multiple bilaterali,
progressive, centrali, anteriori, abitualmente grigie e/o bianche. La forma di tali opacità è ben
definita e può essere a disco, ciambella, clava, nodulare, puntiforme. Nella distrofia reticolare si
osservano nella zona centrale della cornea opacità lineari fini che formano un fitto reticolato e
opacità nodulari che rendono torbido lo stroma. In questa forma combinata le lesioni sono di
diametro maggiore che nella forma tipo lattice isolata. L’esordio della malattia è nel giovane
adulto. In genere il deficit dell’acuità visiva si verifica tra la terza e la quinta decade di vita.
E’ una malattia genetica a trasmissione autosomica dominante. E’ bene ricordare che la distrofia
di Avellino, reticolata tipo I e granulare, sono correlate a un singolo locus del cromosoma 5q e
possono quindi rappresentare forme cliniche diverse di un medesima Entità. La diagnosi rimane
clinica e strumentale. Non esiste al momento un test genetico di conferma diagnostica.
Terapia E’ indicata la cheratoplastica perforante negli stadi tardivi, ma sono
possibili recidive.

30. CONFOSCAN In vivo laser confocal microscopic findings of corneal stromal dystrophies.
 Kobayashi A, Fujiki K, Fujimaki T, Murakami A, Sugiyama K.
 Source Department of Ophthalmology, Kanazawa University Graduate School of Medical
Science, 13-1 Takara-machi, Kanazawa-shi, Ishikawa-ken 920-8641, Japan.
kobaya@kenroku.kanazawa-u.ac.jp
 Abstract
 OBJECTIVE: To investigate in vivo laser confocal microscopic findings of genetically
mapped corneal stromal dystrophies and their relationship to histopathologic findings.
 METHODS: Seven patients with Avellino corneal dystrophy, 2 patients with lattice corneal
dystrophy, and 2 patients with macular corneal dystrophy were examined genetically and
using slitlamp biomicroscopy and in vivo laser confocal microscopy. Corneal specimens
obtained after surgery in selected patients were histopathologically studied.

31. CONFOSCAN RESULTS: In Avellino corneal dystrophy (Arg124His mutation of human transforming
growth factor beta-induced gene [TGFBI]), highly reflective granular materials with irregular
edges were observed in the superficial stroma. In lattice corneal dystrophy (Arg124Cys and
Leu527Arg mutations of TGFBI), highly reflective branching filaments of variable width
were observed in the stroma. In macular corneal dystrophy (Ala217Thr mutation of the
carbohydrate sulfotransferase gene [CHST6]), homogeneous reflective materials with dark
striaelike images were observed throughout the stroma. All confocal findings correlated well
with histopathologic findings.
 CONCLUSIONS: In vivo laser confocal microscopy is capable of high-resolution
visualization of characteristic corneal microstructural changes related to 3 types of genetically
mapped corneal stromal dystrophies. The use of laser confocal microscopy may be valuable
in the differential diagnosis of corneal stromal dystrophies, especially when diagnosis is
otherwise uncertain.