De traanfilm speelt een essentiële rol bij het beschermen, voeden en smeren van hetoogoppervlak. Het is ongeveer 2–5,5 μm dik en 3–10 μL in volume, met een omloopsnelheid van 1–2 μL per minuut bij een gezondoog 2,3. De traanklieren scheiden het waterige deel van de tranen af, rijk aan water, elektrolyten, eiwitten en antimicrobiële factoren, terwijl de meibomklieren lipiden produceren die de verdamping van de traanfilm vertragen, en de conjunctivale kelkcellen mucines afgeven die de smering van het oogoppervlakondersteunen. Traanproductie vindt plaats op twee hoofdmanieren: 1) basale secretie, die een stabiele traanfilm op een gezond oogoppervlak in stand houdt, en 2) reflexafscheiding, die wordt getriggerd door prikkels zoals irritatie, emotie of fel licht. De biochemische samenstelling verschilt tussen de twee, wat uiteindelijk de methode kan beïnvloeden die wordt gebruikt om tranen te verzamelen voor analyse 5,6. Basale scheuren bevatten over het algemeen hogere concentraties eiwitten en lipiden die de stabiliteit van de traanfilm en de gezondheid van het hoornvlies ondersteunen, terwijl reflexscheuren een hoger waterig volume hebben en meer verdund zijn om irriterende stoffen door te spoelen en het oogoppervlak te beschermen 7,8,9.
Omdat tranen functioneren om ontstekingen te reguleren, ziekteverwekkers te verdedigen en voedingsstoffen te leveren aan het avasculaire hoornvlies1, zijn ze een centraal punt geworden voor biomarkeronderzoek10. Tranen bieden een minimaal invasieve en relatief kosteneffectieve alternatieve alternatieve bloedmonsters voor het monitoren van fysiologische veranderingen, vooral die nabij de plaats van ziekte8. Om deze gegevens nauwkeurig vast te leggen, is correcte verzameling essentieel10. Glazen microcapillaire buizen worden veel gebruikt voor het bemonsteren van basale tranen omdat ze verzameling mogelijk maken met minimale irritatie en traanverdunning5. Deze methode minimaliseert het risico op het stimuleren van reflexscheuren, die de samenstelling van de scheurkan veranderen, door de buis zorgvuldig te positioneren om contact met de bulbaire conjunctiva en de ooglidrand te vermijden. Met deze methode kunnen onderzoekers onverdunde basale scheuren verkrijgen die de fysiologische toestand van het oogoppervlak weerspiegelen. Dit zorgt ervoor dat het monster een betrouwbaar medium blijft om gevoelige analyten, zoals geslachtshormonen10,12, te kwantificeren. Het beperkte volume dat wordt verkregen vormt echter analytische uitdagingen voor downstream biochemische assays. Basale traanverzameling met microcapillaire buizen levert doorgaans enkele microliters per monster op, wat de compatibiliteit met standaardtests beperkt.
Het menselijke oogoppervlak wordt steeds vaker erkend als een doelweefsel voor geslachtshormonen 13,14. Bewijs dat dit ondersteunt omvat de detectie van mRNA-transcripten voor androgeenreceptoren (AR), oestrogeenreceptoren (ER) en progesteronreceptoren (PR) in acinaire cellen van de traan- en meibomklieren, evenals in de epitheelcellen van het hoornvlies, conjunctiva en conjunctivale bekercellen15. Bovendien zijn mRNA's die coderen voor steroïdogene enzymen in deze weefsels geïdentificeerd, wat wijst op het vermogen om steroïdevoorlopers lokaal om te zetten in biologisch actieve geslachtshormonen16. Dit wijst op potentieel voor in situ hormoonsynthese aan het oogoppervlak en roept een cruciale vraag op of deze hormonen op detecteerbare niveaus in de traanfilm worden afgescheiden.
Huidig bewijs suggereert dat geslachtshormonen essentieel zijn voor het handhaven van de homeostase van het oogoppervlak, hoewel de precieze moleculaire mechanismen nog worden onderzocht13,14. Androgenen, zoals testosteron, lijken de lipidenafscheiding te stimuleren en ontstekingen te onderdrukken; Daarom wordt androgeentekort algemeen erkend als een oorzaak van verdampingsdroge ogen 13,14,17. Daarentegen is de rol van oestrogenen genuanceerder en contextafhankelijker 13,14,18. Hoewel ze betrokken zijn bij het moduleren van de samenstelling en het volume van de tranen, zijn oestrogeenfluctuaties, zoals die tijdens de menopauze, zwangerschap of gebruik van orale anticonceptie, vaak geassocieerd met een verminderde waterafscheiding, verminderde stabiliteit van de traanfilm en ontsteking van het oogoppervlak19,20. Als gevolg hiervan vormen personen die deze hormonale onevenwichtigheden ervaren een populatie met een verhoogd risico op het ontwikkelen van droge ogen (DED)13,14,20.
Ondanks dit bewijs blijft het monitoren van de hormonale status bij DED-patiënten een uitdaging. Specifiek is nog niet vastgesteld of systemische serumhormoonspiegels nauwkeurig de lokale hormoonspiegels in het oogweergeven. Dit onderscheid is cruciaal omdat aangetoond is dat oculaire weefsels geslachtshormoonreceptoren en steroïdogene enzymexpressie bezitten die lokale synthese en metabolisme van geslachtssteroïdenondersteunen. Deze intracriene capaciteit suggereert dat lokale hormoonconcentraties in de traanfilm aanzienlijk kunnen verschillen van circulerende serumniveaus13. Daarom is directe meting van de hormoonconcentratie in traanvloeistof noodzakelijk om lokale hormonale effecten op het oogoppervlak beter te begrijpen. Dergelijke metingen zijn echter technisch uitdagend vanwege het kleine volume traanmonsters dat beschikbaar is voor analyse. Geavanceerde analytische technieken zoals vloeistofchromatografie-massaspectrometrie (LC-MS) zijn gebruikt om hormonen in bloed- en traanvloeistoffen met hoge gevoeligheid te kwantificeren, maar deze methode vereist gespecialiseerde instrumentatie en technische expertise die mogelijk niet voor alle onderzoekers gemakkelijk toegankelijk is21,22.
De enzym-gekoppelde immunosorbent-assay (ELISA) is een breed gevestigde techniek voor het opsporen en kwantificeren van eiwitten, antilichamen en hormonen. Voor de analyse van kleine moleculen zoals geslachtssteroïden maakt dit protocol gebruik van een competitief bindingsformaat. In deze methode concurreert het niet-gelabelde hormoon in het traanmonster met een enzymgelabeld hormoonanalogon om een beperkt aantal antilichaambindingsplaatsen. Door deze concurrentie is de signaalintensiteit, gemeten als optische dichtheid, omgekeerd evenredig met de concentratie van het hormoon in het monster; Effectief duidt een lager signaal op een hogere concentratie van het doelhormoon23,24.
ELISA biedt verschillende praktische voordelen voor gerichte kwantificatie. Het is kosteneffectief en technisch toegankelijk, waardoor implementatie in standaard laboratoriumomgevingen mogelijk is zonder de noodzaak van gespecialiseerde instrumentatie. Bovendien faciliteert ELISA screening met hoge doorvoer in 96-well plaatformaten met minimale monstervoorbereiding, wat zowel tijdsefficiëntie als hoge reproduceerbaarheidbiedt. Commercieel verkrijgbare ELISA-kits zijn echter doorgaans geoptimaliseerd voor biologische monsters met een groter volume zoals serum of plasma, en hun prestaties in laagvolume-scheurmonsters zijn niet goed gedefinieerd. Om deze beperking aan te pakken, bevat het protocol geoptimaliseerde methoden voor verdunning en behandeling van monsters om hormoondetectie binnen het gevoeligheidsbereik van de test mogelijk te maken.
In deze studie presenteren we een gevisualiseerd protocol dat commercieel verkrijgbare ELISA-kits aanpast voor de detectie en kwantificering van 17β-estradiol en testosteron in een klein-volume menselijke traanmonster, verzameld met behulp van glazen microcapillaire buizen. Dit protocol legt de nadruk op praktische aanpassingen in het verzamelen, hanteren en voorbereiden van de testa, zodat reproduceerbare hormoonmetingen uit beperkte traanvolumes mogelijk kunnen worden. Dit werk richt zich op het opzetten van een haalbare workflow voor het toepassen van bestaande ELISA-methodologie op de analyse van scheurvloeistof. Deze benadering kan dienen als basis voor toekomstige studies die lokale hormoonniveaus aan het oogoppervlak onderzoeken.