Safety and efficacy of quercetin as an alternative to riboflavin in collagen cross-linking treatment

Purpose

To evaluate the safety and efficacy of quercetin as an alternative to riboflavin in collagen cross-linking (CXL) treatment.

Methods

Australia-New Zealand rabbits (n = 60) were divided into four groups: a control group (C group; no UVA exposure), a Tween 20 buffer group (T group; UVA irradiated), a riboflavin group (R group; UVA irradiated with riboflavin), and a quercetin group (Q group; UVA irradiated with quercetin). The corneal tissues were analyzed histologically and biomechanically on days 7 and 42 post-treatment.

Results

The biomechanical tests demonstrated a 50% increase in Young's modulus and a 21% increase in tensile strength in the R group compared to controls (P < 0.05), confirming significant corneal stiffening. In contrast, the Q group showed an 18% increase in Young's modulus, but this was not statistically significant compared to controls (P > 0.05). Histological analysis revealed no inflammation, corneal edema, or endothelial damage in any group. Keratocyte apoptosis was detected in the anterior stroma of the R and Q groups at day 7, with repopulation occurring by day 42.

Conclusion

While quercetin demonstrated some biomechanical effects; its impact on corneal stiffening was significantly lower than that of riboflavin, indicating its inefficacy as a photo-induced cross-linking agent.

Objectif

Évaluer l’innocuité et l’efficacité de la quercétine comme alternative à la riboflavine dans le traitement de réticulation du collagène (CXL).

Méthodes

Des lapins d’Australie-Nouvelle-Zélande (n = 60) ont été divisés en quatre groupes : un groupe témoin (groupe C; pas d’exposition aux UVA), un groupe tampon Tween 20 (groupe T ; irradié aux UVA), un groupe riboflavine (groupe R ; irradié aux UVA avec de la riboflavine) et un groupe quercétine (groupe Q ; irradié aux UVA avec de la quercétine). Les tissus cornéens ont été analysés histologiquement et biomécaniquement aux jours 7 et 42 après le traitement.

Résultats

Les tests biomécaniques ont démontré une augmentation de 50 % du module de Young et une augmentation de 21 % de la résistance à la traction dans le groupe R par rapport aux témoins (p > 0,05), confirmant un raidissement cornéen significatif. En revanche, le groupe Q a montré une augmentation de 18 % du module de Young, mais celle-ci n’était pas statistiquement significative par rapport aux témoins (p > 0,05). L’analyse histologique n’a révélé aucune inflammation, œdème cornéen ou atteinte endothéliale dans aucun groupe. Une apoptose des kératocytes a été détectée dans le stroma antérieur des groupes R et Q au jour 7, avec une repopulation survenant au jour 42.

Conclusion

Bien que la quercétine ait démontré un certain effet biomécanique, son impact sur le raidissement cornéen était significativement inférieur à celui de la riboflavine, indiquant son inefficacité en tant qu’agent de réticulation photo-induit.