Capítulo 32. Biomarcadores inflamatorios y moleculares (MMP-9 y otros)

CAPÍTULO 32 Sección V Diagnóstico: metodología DEWS III

Sinopsis

Los biomarcadores de la superficie ocular permiten objetivar la inflamación y otros procesos moleculares del ojo seco, y su principal utilidad es el fenotipado: decidir a quién tratar con antiinflamatorios. Este capítulo aborda su medida en la clínica y la investigación —la inmunopatología está en el capítulo 22 y las mucinas en el 24—. Presenta el concepto de biomarcador y sus cuatro usos, y desarrolla la metaloproteinasa 9 como biomarcador clave, con su prueba de punto de atención, su rendimiento, su gradiente etiológico y sus limitaciones. Recorre después los demás marcadores inflamatorios —el HLA-DR y los perfiles de citocinas—, los marcadores de función glandular y de mucina, las ómicas emergentes —la proteómica, la metabolómica y la lipidómica— y la microscopía confocal como biomarcador de imagen de la inflamación. Cierra con las limitaciones y el lugar de los biomarcadores en el algoritmo. La idea rectora, en línea con el matiz del DEWS III sobre el carácter no universal de la inflamación, es que solo la metaloproteinasa 9 de punto de atención ha cruzado a la clínica, que el biomarcador estratifica pero no diagnostica, y que un resultado negativo no excluye la enfermedad.

Objetivos de aprendizaje

Al finalizar este capítulo, el lector será capaz de:

• Definir el concepto de biomarcador en el ojo seco y sus cuatro usos.
• Explicar el papel de la metaloproteinasa 9 y su prueba de punto de atención.
• Interpretar el gradiente etiológico de la metaloproteinasa 9 y sus limitaciones.
• Describir los demás marcadores inflamatorios, glandulares y de mucina.
• Situar las ómicas y la microscopía confocal como biomarcadores emergentes.
• Ubicar los biomarcadores en el algoritmo como herramientas de fenotipado, no de diagnóstico.

Introducción

Un biomarcador es una característica medida objetivamente que indica un proceso biológico o la respuesta a una intervención, y en el ojo seco puede ser una molécula, un marcador celular o un rasgo de imagen, recogido sobre todo en la lágrima y en el epitelio conjuntival.¹,²,³ El eje de este capítulo, y su matiz más importante, es que la inflamación no es universal en la enfermedad: es a la vez causa y consecuencia, y su presencia e intensidad varían entre pacientes, de modo que puede faltar en las formas incipientes, puramente evaporativas o mecánicas.¹,⁴ De ahí se sigue que un biomarcador inflamatorio positivo apoye el fenotipo inflamatorio, pero que un negativo no excluya el ojo seco.

32.1 El concepto de biomarcador y sus usos

Los biomarcadores del ojo seco se recogen en la lágrima —del menisco por microcapilar, con tira de Schirmer o por lavado— y en el epitelio conjuntival por citología de impresión.¹,²,³ Sus cuatro usos son el diagnóstico o confirmación, la estratificación o fenotipado —decidir a quién tratar con antiinflamatorios—, la estimación de la gravedad y el pronóstico, y la lectura de la respuesta al tratamiento, ya que la terapia antiinflamatoria reduce los niveles de HLA-DR y de metaloproteinasa 9.¹,² Es esencial su encuadre en el algoritmo: la batería de homeostasis del DEWS III se apoya en el tiempo de rotura, la osmolaridad y la tinción, y los biomarcadores moleculares no son criterios homeostáticos, sino herramientas de subclasificación y fenotipado dentro del bloque de inflamación, para caracterizar el conductor etiológico una vez hecho el diagnóstico, no para hacerlo.¹,⁵ Este matiz —la inflamación no es obligada— es el que separa el biomarcador del criterio diagnóstico.¹,⁴ En cuanto a la continuidad, el DEWS II ya reconocía la metaloproteinasa 9, las citocinas y el HLA-DR como biomarcadores emergentes sin recomendarlos en la rutina, y el DEWS III mantiene ese estatus, con solo la metaloproteinasa 9 de punto de atención en uso clínico real.¹,⁶

32.2 La metaloproteinasa 9

Las metaloproteinasas de matriz son endopeptidasas dependientes de zinc generadas por el tejido conectivo y las células proinflamatorias, y la metaloproteinasa 9 o gelatinasa B degrada componentes de la membrana basal y las proteínas de las uniones estrechas, rompiendo la barrera epitelial.¹,⁷,⁸ La prueba causal de su papel es que el ratón deficiente en ella resiste la disrupción de la barrera corneal bajo estrés desecante.⁸ Su producción y su actividad aumentan en la superficie ocular del síndrome de lágrima disfuncional, en correlación con la gravedad clínica.⁷

La medida que ha cruzado a la clínica es la prueba de punto de atención InflammaDry, un inmunoensayo de flujo lateral de lectura cualitativa en unos diez minutos, sobre lágrima del fórnix inferior, con un umbral de detección en torno a 40 ng/mL, el único biomarcador molecular de superficie con implantación real.¹,⁹ Su rendimiento diagnóstico fue de una sensibilidad en torno al 85 % y una especificidad cercana al 94 % frente al estándar clínico, reproducido en un ensayo multicéntrico de confirmación.⁹,¹⁰ Su detección práctica se ha valorado como forma de anticiparse a las complicaciones de la enfermedad de superficie.¹¹ El grado de positividad, es decir, la intensidad de la banda, se correlaciona con la tinción corneal y con la gravedad.¹,¹² La positividad se asoció a los signos y síntomas de la enfermedad y a las pruebas diagnósticas estándar.¹³,¹⁴ Los pacientes con una prueba positiva muestran peor tinción, peores síntomas y mayor cronicidad que los negativos, lo que define un fenotipo inflamatorio susceptible de antiinflamatorios.¹²,¹⁵ Una limitación técnica es que el volumen lagrimal afecta al indicador, de modo que en ojos con lágrima muy escasa o con lagrimeo reflejo el grado de positividad puede no correlacionar con la concentración real, fuente de falsos negativos.¹

Un rasgo clínicamente útil es el gradiente por etiología: la positividad es mucho mayor en el ojo seco autoinmune —en torno al 84 % en la enfermedad de injerto contra huésped— que en el no autoinmune —alrededor del 40 %—, coherente con la mayor carga inflamatoria de las formas autoinmunes, lo que ayuda a orientar hacia la enfermedad sistémica y a priorizar el antiinflamatorio.¹ Conviene recordar, no obstante, que la metaloproteinasa 9 también se eleva en la conjuntivocalasia, lo que la señala como marcador de inflamación de superficie inespecífica, no exclusivo del ojo seco.¹⁶ Por todo ello, es un marcador de fenotipo y no un criterio diagnóstico obligado, y un resultado negativo no descarta la enfermedad.¹

32.3 Otros marcadores inflamatorios: HLA-DR y citocinas

El HLA-DR es un antígeno de clase II de activación inmunitaria cuyo porcentaje de células epiteliales conjuntivales positivas se cuantifica en la citología de impresión por citometría de flujo.¹,¹⁷,¹⁸ Ese porcentaje se correlaciona con las puntuaciones de tinción conjuntival y corneal y se eleva en la rosácea ocular y la queratoconjuntivitis seca, conectando el ojo seco inflamatorio con la activación de las células T.¹⁷,¹ Aunque no es sensible como marcador diagnóstico aislado, sirve para identificar subtipos con respuesta linfocítica y disminuye con los antiinflamatorios, lo que lo hace útil como lectura de respuesta.¹

Los perfiles de citocinas y quimiocinas en la lágrima muestran una elevación consistente de las interleucinas 1β, 6 y 8, el factor de necrosis tumoral α y el interferón γ; se describieron formas pro y antiinflamatorias de la interleucina 1, con aumento de la razón entre la interleucina 1β y su antagonista.¹,¹⁹ Diversos trabajos correlacionaron estas citocinas con la gravedad y con las pruebas clínicas.¹⁴,²⁰,²¹ La medida por técnicas multiplex sobre microvolúmenes permite diferenciar el origen de la inflamación, pero adolece de alta variabilidad y de falta de cortes validados.¹ El DEWS III añade además el inflamasoma NLRP3, la caspasa 1 y la gasdermina D de la piroptosis, y los microARN lagrimales, todos ellos biomarcadores de investigación sin uso clínico.¹,⁵

32.4 Marcadores de función glandular y de mucina

Las proteínas de la glándula lagrimal —la lactoferrina, la lisozima y la lipocalina— son antibacterianas y antiinflamatorias, y su descenso es una medida indirecta de la función glandular; un panel de proteínas lagrimales con lactoferrina rinde diagnósticamente en el ojo seco precoz.¹,²² La lactoferrina, la más estudiada, correlaciona con el Schirmer y con la gravedad y dispone de kits de medida rápida.¹,²² En cuanto a la mucina, desarrollada en el capítulo 24, la MUC5AC disminuye, con grandes caídas del ácido siálico y aumento de la galectina 3 como proxy del daño del glicocáliz.¹

32.5 Ómicas emergentes

La proteómica de alta resolución ha mapeado en profundidad el proteoma lagrimal humano, que contiene más de mil quinientas proteínas.¹,²³ De ese cribado se han derivado paneles multimarcador, como un pentamarcador para caracterizar la película lagrimal en el ojo seco y la disfunción de Meibomio, con el objetivo de pasar de un marcador único a firmas proteicas que fenotipen los subtipos.²⁴ La metabolómica de los metabolitos lagrimales distingue la enfermedad y responde a la intervención, con cambios demostrados tras suplementos orales de antioxidantes y omega 3.²⁵ La lipidómica del meibum y de la capa lipídica ha descrito firmas propias del ojo seco evaporativo.¹,²⁶ Todas estas ómicas son prometedoras para estratificar dentro de una medicina personalizada, pero permanecen experimentales, a falta de estandarización preanalítica y de validación en cohortes amplias.¹,³

32.6 La microscopía confocal como biomarcador de imagen

La microscopía confocal in vivo cuantifica correlatos celulares de la inflamación como biomarcador de imagen, complementando a los moleculares: la densidad de células dendríticas, la de queratocitos activados, la longitud del plexo nervioso subbasal y los microneuromas.¹,²⁷,²⁸ Su hallazgo más característico es el aumento de la densidad de células dendríticas corneales, correlacionado con los síntomas graves y con el ojo seco autoinmune.¹,²⁷ La densidad de células dendríticas y la de queratocitos activados mejoran tras el corticoide o la ciclosporina tópicos, lo que valida la técnica como lectura farmacodinámica.¹ El detalle de la microscopía confocal como modalidad de imagen —los equipos, los protocolos, la inteligencia artificial y los microneuromas del dolor neuropático— se desarrolla en el capítulo 35.

32.7 Limitaciones y lugar en el algoritmo

La principal limitación es la falta de estandarización: existe una enorme variabilidad preanalítica —el método de recogida, el volumen, la dilución, la hora, la contaminación por lagrimeo reflejo— y analítica, y una ausencia de cortes validados para las citocinas, el HLA-DR y las ómicas.¹,³ A ello se suma la variabilidad biológica: la inflamación no es universal ni constante, y hay un gran solapamiento entre la enfermedad y los controles y entre subtipos, lo que limita el valor de un marcador aislado.¹,⁴ En consecuencia, solo la metaloproteinasa 9 de punto de atención tiene uso clínico real, mientras que las citocinas, el HLA-DR, las ómicas, el inflamasoma y los microARN permanecen en investigación.¹ Su lugar en el algoritmo es claro: los biomarcadores no son criterios de homeostasis, sino herramientas de fenotipado y subclasificación posdiagnóstica para decidir el antiinflamatorio, estimar la gravedad y monitorizar la respuesta.¹,⁵ El mensaje para la clínica es que una metaloproteinasa 9 positiva apoya el fenotipo inflamatorio y el candidato a antiinflamatorio, pero una negativa no excluye la enfermedad, y que todo biomarcador debe interpretarse junto a los síntomas, la homeostasis y el contexto sistémico.¹

Aplicación clínica

En la práctica, el biomarcador más útil es la prueba de punto de atención de la metaloproteinasa 9, que puede realizarse en la consulta en pocos minutos. Un resultado positivo, especialmente intenso, apoya el fenotipo inflamatorio e identifica al candidato a un tratamiento antiinflamatorio —la ciclosporina, el lifitegrast o un ciclo de corticoide—, y orienta, si es muy elevado, hacia una etiología autoinmune que conviene estudiar. Un resultado negativo, en cambio, no descarta el ojo seco, sobre todo en las formas evaporativas o mecánicas, y no debe frenar el tratamiento cuando la clínica y los signos de homeostasis lo sostienen; conviene además recordar que la lágrima escasa puede dar falsos negativos. La medida seriada de la metaloproteinasa 9 o del HLA-DR permite objetivar la respuesta al antiinflamatorio. El resto de biomarcadores —las citocinas, las ómicas, la confocal— tienen hoy un papel de investigación y de casos seleccionados, y su interpretación exige cautela por la falta de cortes validados.

Controversias e incertidumbres

La controversia de fondo es que la inflamación no es universal, de modo que ningún biomarcador inflamatorio puede erigirse en criterio diagnóstico, y su negatividad no excluye la enfermedad.¹,⁴ La falta de estandarización preanalítica y de cortes validados para todos los marcadores salvo la metaloproteinasa 9 lastra su traslación a la clínica y la comparación entre estudios.¹,³ El rendimiento de la propia prueba de metaloproteinasa 9, excelente en los ensayos controlados, muestra en los registros de mundo real una sensibilidad menor, y su dependencia del volumen lagrimal genera falsos negativos.⁹,¹ Y las ómicas, pese a su promesa de firmas multimarcador para una medicina personalizada, siguen lejos del uso rutinario por la ausencia de validación en cohortes amplias.³

Puntos clave

• Los biomarcadores objetivan la inflamación y otros procesos, y su principal uso es fenotipar: decidir a quién tratar con antiinflamatorios.
• No son criterios de homeostasis del DEWS III, sino herramientas de subclasificación posdiagnóstica.
• La metaloproteinasa 9 degrada las uniones estrechas y es el único biomarcador molecular de superficie con uso clínico real, mediante una prueba de punto de atención.
• La positividad de la metaloproteinasa 9 define un fenotipo inflamatorio y es mucho mayor en el ojo seco autoinmune que en el no autoinmune.
• Una metaloproteinasa 9 negativa no excluye la enfermedad, y la lágrima escasa puede dar falsos negativos.
• El HLA-DR, las citocinas, las proteínas glandulares y las ómicas aportan fenotipado, pero permanecen en investigación por falta de estandarización.
• La microscopía confocal cuantifica la inflamación celular —las células dendríticas— como biomarcador de imagen.

Conclusiones

Los biomarcadores han abierto la puerta a una caracterización molecular del ojo seco, pero su papel actual es de fenotipado más que de diagnóstico. La metaloproteinasa 9, con su prueba de punto de atención, es el único que ha cruzado a la práctica: identifica el fenotipo inflamatorio, orienta hacia la etiología autoinmune y permite monitorizar la respuesta, siempre con la cautela de que su negatividad no excluye la enfermedad. El HLA-DR, los perfiles de citocinas, las proteínas de la glándula lagrimal, las ómicas emergentes y la microscopía confocal enriquecen el fenotipado, pero la falta de estandarización y de cortes validados los mantiene en el terreno de la investigación. El matiz central del DEWS III —que la inflamación no es universal— es la clave para usar estos marcadores con criterio: estratifican a quién tratar con antiinflamatorios y con qué intensidad, pero no diagnostican ni sustituyen a los signos de homeostasis, y su verdadero valor se despliega integrados en el contexto clínico y sistémico del paciente.

Bibliografía

1. Wolffsohn JS, Benítez-Del-Castillo JM, Loya-Garcia D, Inomata T, Iyer G, Liang L, et al. TFOS DEWS III: Diagnostic Methodology. Am J Ophthalmol. 2025;279:387-450. PMID: 40451408 · DOI: 10.1016/j.ajo.2025.05.033

2. Enríquez-de-Salamanca A, Bonini S, Calonge M. Molecular and cellular biomarkers in dry eye disease and ocular allergy. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2012;12(5):523-533. PMID: 22895048 · DOI: 10.1097/ACI.0b013e328357b488

3. Hagan S, Martin E, Enríquez-de-Salamanca A. Tear fluid biomarkers in ocular and systemic disease: potential use for predictive, preventive and personalised medicine. EPMA J. 2016;7(1):15. PMID: 27413414 · DOI: 10.1186/s13167-016-0065-3

4. Bron AJ, de Paiva CS, Chauhan SK, Bonini S, Gabison EE, Jain S, et al. TFOS DEWS II pathophysiology report. Ocul Surf. 2017;15(3):438-510. PMID: 28736340 · DOI: 10.1016/j.jtos.2017.05.011

5. Stapleton F, Argüeso P, Asbell P, Azar D, Bosworth C, Chen W, et al. TFOS DEWS III: Digest. Am J Ophthalmol. 2025;279:451-553. Corrigendum en: Am J Ophthalmol. 2026;288:350-1. PMID: 40472874 · DOI: 10.1016/j.ajo.2025.05.040

6. Wolffsohn JS, Arita R, Chalmers R, Djalilian A, Dogru M, Dumbleton K, et al. TFOS DEWS II Diagnostic Methodology report. Ocul Surf. 2017;15(3):539-574. PMID: 28736342 · DOI: 10.1016/j.jtos.2017.05.001

7. Chotikavanich S, de Paiva CS, Li DQ, Chen JJ, Bian F, Farley WJ, et al. Production and activity of matrix metalloproteinase-9 on the ocular surface increase in dysfunctional tear syndrome. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009;50(7):3203-3209. PMID: 19255163 · DOI: 10.1167/iovs.08-2476

8. Pflugfelder SC, Farley W, Luo L, Chen LZ, de Paiva CS, Olmos LC, et al. Matrix metalloproteinase-9 knockout confers resistance to corneal epithelial barrier disruption in experimental dry eye. Am J Pathol. 2005;166(1):61-71. PMID: 15632000 · DOI: 10.1016/S0002-9440(10)62232-8

9. Sambursky R, Davitt WF 3rd, Latkany R, Tauber S, Starr C, Friedberg M, et al. Sensitivity and specificity of a point-of-care matrix metalloproteinase 9 immunoassay for diagnosing inflammation related to dry eye. JAMA Ophthalmol. 2013;131(1):24-28. PMID: 23307206 · DOI: 10.1001/jamaophthalmol.2013.561

10. Sambursky R, Davitt WF 3rd, Friedberg M, Tauber S. Prospective, multicenter, clinical evaluation of point-of-care matrix metalloproteinase-9 test for confirming dry eye disease. Cornea. 2014;33(8):812-818. PMID: 24977985 · DOI: 10.1097/ICO.0000000000000175

11. Kaufman HE. The practical detection of MMP-9 diagnoses ocular surface disease and may help prevent its complications. Cornea. 2013;32(2):211-216. PMID: 22673852 · DOI: 10.1097/ICO.0b013e3182541e9a

12. Lanza NL, Valenzuela F, Perez VL, Galor A. The matrix metalloproteinase 9 point-of-care test in dry eye. Ocul Surf. 2016;14(2):189-195. PMID: 26850527 · DOI: 10.1016/j.jtos.2015.10.004

13. Lee YH, Bang SP, Shim KY, Son MJ, Kim H, Jun JH. Association of tear matrix metalloproteinase 9 immunoassay with signs and symptoms of dry eye disease: a cross-sectional study. PLoS One. 2021;16(10):e0258203. PMID: 34662364 · DOI: 10.1371/journal.pone.0258203

14. VanDerMeid KR, Su SP, Ward KW, Zhang JZ. Correlation of tear inflammatory cytokines and matrix metalloproteinases with four dry eye diagnostic tests. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012;53(3):1512-1518. PMID: 22323462 · DOI: 10.1167/iovs.11-7627

15. Lanza NL, McClellan AL, Batawi H, Felix ER, Sarantopoulos KD, Levitt RC, et al. Dry eye profiles in patients with a positive elevated surface matrix metalloproteinase 9 point-of-care test versus negative patients. Ocul Surf. 2016;14(2):216-223. PMID: 26807724 · DOI: 10.1016/j.jtos.2015.12.007

16. Acera A, Vecino E, Duran JA. Tear MMP-9 levels as a marker of ocular surface inflammation in conjunctivochalasis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(13):8285-8291. PMID: 24255042 · DOI: 10.1167/iovs.13-12235

17. Pisella PJ, Brignole F, Debbasch C, Lozato PA, Creuzot-Garcher C, Bara J, et al. Flow cytometric analysis of conjunctival epithelium in ocular rosacea and keratoconjunctivitis sicca. Ophthalmology. 2000;107(10):1841-1849. PMID: 11013183 · DOI: 10.1016/s0161-6420(00)00347-x

18. Baudouin C, Brignole F, Becquet F, Pisella PJ, Goguel A. Flow cytometry in impression cytology specimens. A new method for evaluation of conjunctival inflammation. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1997;38(7):1458-1464. PMID: 9191610

19. Solomon A, Dursun D, Liu Z, Xie Y, Macri A, Pflugfelder SC. Pro- and anti-inflammatory forms of interleukin-1 in the tear fluid and conjunctiva of patients with dry-eye disease. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2001;42(10):2283-2292. PMID: 11527941

20. Massingale ML, Li X, Vallabhajosyula M, Chen D, Wei Y, Asbell PA. Analysis of inflammatory cytokines in the tears of dry eye patients. Cornea. 2009;28(9):1023-1027. PMID: 19724208 · DOI: 10.1097/ICO.0b013e3181a16578

21. Acera A, Rocha G, Vecino E, Lema I, Durán JA. Inflammatory markers in the tears of patients with ocular surface disease. Ophthalmic Res. 2008;40(6):315-321. PMID: 18688174 · DOI: 10.1159/000150445

22. Versura P, Bavelloni A, Grillini M, Fresina M, Campos EC. Diagnostic performance of a tear protein panel in early dry eye. Mol Vis. 2013;19:1247-1257. PMID: 23761727

23. Zhou L, Zhao SZ, Koh SK, Chen L, Vaz C, Tanavde V, et al. In-depth analysis of the human tear proteome. J Proteomics. 2012;75(13):3877-3885. PMID: 22634083 · DOI: 10.1016/j.jprot.2012.04.053

24. Soria J, Durán JA, Etxebarria J, Merayo J, González N, Reigada R, et al. Tear proteome and protein network analyses reveal a novel pentamarker panel for tear film characterization in dry eye and meibomian gland dysfunction. J Proteomics. 2013;78:94-112. PMID: 23201116 · DOI: 10.1016/j.jprot.2012.11.017

25. Galbis-Estrada C, Martinez-Castillo S, Morales JM, Vivar-Llopis B, Monleón D, Díaz-Llopis M, et al. A metabolomic approach to dry eye disorders. The role of oral supplements with antioxidants and omega 3 fatty acids. Mol Vis. 2015;21:555-567. PMID: 25999682

26. García-Queiruga J, Pena-Verdeal H, Sabucedo-Villamarin B, Giráldez MJ, Garcia-Resúa C, Yebra-Pimentel E. Meibum lipidomic analysis in evaporative dry eye subjects. Int J Mol Sci. 2024;25(9):4782. PMID: 38731998 · DOI: 10.3390/ijms25094782

27. Villani E, Magnani F, Viola F, Santaniello A, Scorza R, Nucci P, et al. In vivo confocal evaluation of the ocular surface morpho-functional unit in dry eye. Optom Vis Sci. 2013;90(6):576-586. PMID: 23670123 · DOI: 10.1097/OPX.0b013e318294c184

28. Villani E, Galimberti D, Del Papa N, Nucci P, Ratiglia R. Inflammation in dry eye associated with rheumatoid arthritis: cytokine and in vivo confocal microscopy study. Innate Immun. 2013;19(4):420-427. PMID: 23339928 · DOI: 10.1177/1753425912471692