تحتوي العين على وسائط شفافة تفتقر إلى الأوعية الدموية ، بما في ذلك القرنية وعدسة العين والجسم الزجاجي. يجب أن يمر الضوء عبر هذه الوسائط قبل الوصول إلى المستقبلات الضوئية في الجزء الخلفي من شبكية العين. على وجه التحديد ، تفتقر القرنية وعدسة العين والجسم الزجاجي إلى الأوعية الدموية لتجنب امتصاص الضوء وتشويه الصور1. يتم تنظيم الأوعية الدموية الشبكية في ثلاث طبقات: الطبقة السطحية ، والتي تمتد من القرص البصري إلى المحيط داخل طبقة الألياف العصبية. الطبقة الوسطى ، التي تقع داخل الطبقة الضفيرية الداخلية ؛ والطبقة العميقة ، والتي يتم توزيعها من خلال الطبقة الضفيرية الخارجية. تزود شبكة الأوعية الدموية هذه شبكية العين الداخلية بالدم ، بينما يتم توفير المستقبلات الضوئية عن طريق الانتشار من الأوعية الدموية المشيمية. يتم التحكم بشكل صارم في تغذية شبكية العين الداخلية والخارجية بواسطة حواجز شبكية الدم الداخلية والخارجية (BRBs). تشكل الخلايا البطانية الشبكية والخلايا المحيطة والخلايا الدبقية BRB الداخلية. من ناحية أخرى ، تشكل الخلايا الظهارية الصبغية الشبكية (RPE) والخلايا البطانية المشيمية وغشاء بروخ BRB الخارجي. التغيرات المرضية في الأوعية الدموية في الشبكية هي السمات المميزة للعديد من أمراض الشبكية ، مثل اعتلال الشبكية السكري ، والتنكس البقعي المرتبط بالعمر ، واعتلال الشبكية الخداجي. تشمل هذه التغييرات المرضية على سبيل المثال لا الحصر التهاب الأوعية الدموية ، وانهيار BRB ، وتنكس الشعيرات الدموية ، والتغيرات في تدفق الدم في الشبكية ، والأوعية الدموية المرضية في الشبكية (RNV) 2،3،4. لذلك ، من المهم تطوير طرق فعالة لدراسة هذه التغييرات في الجسم الحي باستخدام التجارب وفي المختبر عن طريق زراعة خلايا الشبكية المختلفة في ظل ظروف مشابهة للبيئة البيولوجية والكيميائية الحيوية في الأمراض البشرية. يمكن للباحثين استخدام العديد من الأساليب التجريبية لتشريح الآليات الجزيئية والخلوية الأساسية لأمراض الأوعية الدموية في الشبكية. الهدف من مجموعة الأساليب هذه هو مشاركة خبرات علماء الرؤية وأطباء العيون مع الباحثين الآخرين من حيث طرق دراسة نمو الأوعية الدموية الطبيعي وتشوهات الأوعية الدموية في أمراض الشبكية المختلفة.
المقال الذي كتبه Damsgaard et al. يقدم طريقة الموجات فوق الصوتية المحسنة للتدفق والتي تسمح للمحققين بتصوير الأوعية الدموية في العين في ثلاثة أبعاد دون استخدام عوامل التباين5. تتغلب هذه الطريقة على قيود الطرق الأخرى بسبب ثباتها في تصوير العين خلف شبكية العين المصطبغة. على الرغم من أن الطريقة قد تم إثباتها في الأسماك الذهبية ، إلا أنه يمكن تطبيقها على جميع الأنواع التجريبية الأخرى ذات خلايا الدم الحمراء المنوية. هذه الطريقة ذات قيمة لتصور الأوعية الدموية العينية في ظل الظروف العادية والمرضية ويمكن أن تكون مفيدة في دراسة تدفق دم العين. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة محدودة بسبب نقص خلايا الدم الحمراء المنواة في الثدييات. وبالتالي ، بالمقارنة مع الأنواع التي تحتوي على خلايا الدم الحمراء المنواة ، فإن الموجات فوق الصوتية المعززة بالتدفق تنتج فقط تباين تدفق الدم في الثدييات. علاوة على ذلك ، فإن هذه الطريقة حساسة لضوضاء الحركة ، مثل حركات الجهاز التنفسي ، والتي قد تخلق صورا وتحفا ضبابية. يمكن ضبط ضوضاء الحركة هذه عن طريق البوابات المحتملة أو بأثر رجعي. لكل من عمليات الاستحواذ ثنائية الأبعاد و 3D ، من الأهمية بمكان الحد من القطع الأثرية الحركية الناتجة عن تحرك بسبب عدم كفاية التخدير أو إعداد محول الطاقة غير المستقر. يمهد تطوير هذه التقنية الطريق للفحص غير الجراحي في الجسم الحي لشبكات الأوعية الدموية العميقة في العين في الغالبية العظمى من الفقاريات التي تمتلك كريات الدم الحمراء المنواة.
الطريقة التي قدمها Macouzet-Romero et al. تقيم المساهمة النسبية لأوعية الشبكية في كثافة التروية البقعية باستخدام التصوير المقطعي البصري التماسك (OCT) - تصوير الأوعية6. تميز هذه الطريقة نسبة المنطقة التي تدور من الأوعية المتوسعة. وتجدر الإشارة إلى أن تمدد الأوعية الدموية يمكن أن يكون استجابة للحالات المرضية. يمكن لهذا النهج أن يحدد بشكل غير مباشر توسع الأوعية ويحدد بشكل غير مباشر انخفاض الأوكسجين في أمراض الأوعية الدموية في الشبكية ، مثل اعتلال الشبكية السكري (DR) أو انسداد الوريد المركزي أو التنكس البقعي المرتبط بالعمر (AMD). باستخدام هذه الطريقة ، كانت النتائج الرئيسية التي توصل إليها Macouzet-Romero et al.6 هي أن مساهمة الأوعية الأكبر من الشعيرات الدموية في الدورة الدموية للشبكية كانت 18.2٪ في الأشخاص الأصحاء. وبالتالي ، يمكن استخدام هذه النسبة كمرجع لتحديد التغيرات المبكرة في كثافة التروية بسبب أمراض الأوعية الدموية في الشبكية. على سبيل المثال ، كانت النسبة المئوية للمساهمة 2.6٪ في المرضى الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم الشرياني و 16.4٪ في مرضى السكري ، مما يشير إلى أنه يمكن استخدام هذه الطريقة لتقييم تطور أمراض الشبكية المرتبطة بتشوهات الأوعية الدموية.
الطريقة التي قدمها Subirada et al. تقيم المعلمات المختلفة لتغيرات الأوعية الدموية (مدى التنكس الشعري [المناطق الأوعية الدموية] ، والأوعية الدموية الجديدة في الشبكية المرضية [مناطق الأوعية الدموية الحديثة] ، والتوسع والالتواء في شرايين الشبكية) في النماذج التجريبية لاعتلال الشبكية الإقفاري ، مثل اعتلال الشبكية الناجم عن الأكسجين (OIR) ومرض السكري التجريبي7. وتجدر الإشارة إلى أن OIR يعيد إنتاج اعتلال الشبكية الخداجي وبعض جوانب اعتلال الشبكية السكري التكاثري. تعد القدرة على تحديد مدى الأوعية الدموية الحديثة في شبكية العين (RNV) أو التنكس الشعري في النماذج التجريبية أمرا بالغ الأهمية لدراسة الآليات الجزيئية والخلوية الأساسية ، وكذلك لاختبار الآثار العلاجية المحتملة للتدخلات الدوائية أو الجزيئية. باختصار ، تقدم هذه المقالة تقنيات كلاسيكية وراسخة وقابلة للتكرار لتحديد بعض معلمات الأوعية الدموية الأكثر صلة بالنظر في الممارسة السريرية.
مقال Vaglienti et al. يقدم طرقا لقياس مستويات أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) في الخلايا الدبقية Müller8. تم تحديد دور الإجهاد التأكسدي في الخلل الوظيفي للأوعية الدموية الدقيقة في شبكية العين في اعتلالات الشبكية الإقفارية وشجع الباحثين على التحقيق في مدى مساهمة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) في انهيار BRB و RNV في كل من الجسم الحي وفي المختبر9،10،11،12. Vaglienti et al. يستخدم ثنائي أسيتات 2 '، 7'-ثنائي كلورو فلوريسسين (DCFD) لتقييم مستويات التوليد داخل الخلايا لأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS). تعتمد هذه الطريقة على انتشار DCFD في الخلية ثم أكسدة DCFD بواسطة ROS إلى 2 '، 7' –ثنائي كلورو فلوريسين (DCF). DCF عالي الفلورسنت ويمكن اكتشافه عن طريق قياس التدفق الخلوي أو الفحص المجهري متحد البؤر. يمكن لهذه الطريقة تصوير وقياس مستويات توليد أنواع الأكسجين التفاعلي في كل من خلايا وأنسجة الشبكية.
مقال Tomaszewski et al. يوضح عزل ونمو الخلايا الظهارية لصبغة شبكية الفئران (RPE)13. تساهم خلايا RPE في BRB الخارجي وتلعب دورا أساسيا في الإرقاء المستقبل الضوئي وسلامته. يعد الخلل الوظيفي لخلايا RPE السمة المميزة لأمراض الشبكية المختلفة ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر AMD و DR. وبالتالي ، فإن الدراسات في المختبر لوظيفة خلايا RPE في الصحة والمرض ضرورية لفهم الآليات الجزيئية والخلوية للعديد من أمراض الشبكية الوعائية. لهذا الغرض ، يمكن أن يكون عزل خلايا RPE الأولية أداة مهمة لدراسة الآليات الأساسية والتسبب في أمراض العيون المختلفة ، وكذلك لاقتراح تطبيقات علاجية جديدة لتلك الأمراض. تتيح هذه التقنية دراسة التغيرات في بنية خلية RPE ووظيفتها وتأثيرها على BRB الخارجي في AMD و DR. علاوة على ذلك ، يمكن تطبيق هذه التقنية لدراسة التغيرات في خلايا RPE المعزولة من الفئران البرية C57BL6 والفئران المعدلة وراثيا المختلفة ولاختبار المركبات الدوائية المختلفة كأهداف علاجية ل AMD14.
المقال الذي كتبه Elmasry et al. يقدم نموذجا تجريبيا خارج الجسم الحي يمكن استخدامه لدراسة أمراض الشبكية العصبية الوعائية عن طريق زراعة نباتات الشبكية لفترة طويلة15. في هذا النظام خارج الجسم الحي ، تقدم نباتات الشبكية شبكات الأوعية الدموية والدبقية سليمة والخلايا العصبية الشبكية لمدة تصل إلى أسبوعين في الثقافة. ظهرت نباتات الشبكية ذات النمط العضوي كأداة موثوقة لدراسة أمراض الشبكية ، مثل DR وأمراض الشبكية التنكسية16،17. بالمقارنة مع التقنيات الأخرى الحالية ، فإن استخدام مستخلصات الشبكية يدعم كلا من مزارع خلايا الشبكية في المختبر والنماذج الحيوانية في الجسم الحي من خلال إضافة ميزة فريدة تسمح بفحص الحديث المتبادل بين خلايا الشبكية المختلفة (على سبيل المثال ، الخلايا الوعائية والدبقية والخلايا العصبية) تحت نفس المعلمات الكيميائية الحيوية ومستقلة عن المتغيرات الجهازية. تحافظ مزارع explant على خلايا الشبكية المختلفة معا في نفس البيئة وتحتفظ بالتفاعلات الفيزيائية والجزيئية بين الخلايا. علاوة على ذلك ، أظهرت الدراسات أن نباتات الشبكية يمكن أن تحافظ على البنية المورفولوجية ووظائف خلايا الشبكية المستزرعة. باختصار ، يمكن أن توفر نباتات الشبكية منصة مناسبة للتحقيق في الحديث المتبادل بين خلايا الشبكية المختلفة استجابة للتغيرات الكيميائية الحيوية ، مثل ارتفاع السكر في الدم ونقص الأكسجة ، على غرار تلك التي لوحظت في اعتلال الشبكية السكري (DR) أو اعتلال الشبكية الخداجي (ROP). يسمح هذا النهج أيضا باختبار التدخلات العلاجية في ظل بيئة كيميائية حيوية مقيدة. تمثل ثقافة الزرع الشبكية تقنية يمكن التحكم فيها ونموذجا تجريبيا مرنا للغاية يسمح بالعديد من التلاعبات الدوائية ويمكن أن يكشف عن العديد من الآليات الجزيئية لأمراض الشبكية.