Evaluaciones estructurales in vivo de enfermedades oculares en modelos de roedores mediante tomografía de coherencia óptica

La tomografía de coherencia óptica de dominio espectral es una herramienta valiosa para obtener imágenes de estructuras oculares in vivo y para rastrear los cambios en las dimensiones oculares a lo largo del tiempo en una variedad de modelos de enfermedades oculares. Utilizamos SDOCT para medir el grosor de la retina en modelos de degeneración de la retina en la retinopatía diabética, el grosor de la retina y el ahuecamiento en un modelo de glaucoma, y la longitud axial en un modelo de miopía. La técnica SDOCT es sencilla, pero la práctica es fundamental para obtener buenas imágenes.

Y experimentar con diferentes protocolos es importante para determinar qué protocolo se adapta mejor a cada necesidad de investigación. Andrew Feola, investigador principal del Centro de Rehabilitación Visual y Neurocognitiva, demostrará el procedimiento. Comience abriendo el software de tomografía de coherencia óptica de dominio espectral e ingresando la información del estudio de adquisición y del brazo de tratamiento.

En la pestaña Examen del paciente, haga clic en examinador de pruebas y seleccione el nombre del examinador. Haga clic en Nombre del estudio para definir el estudio y abra la pestaña Estudio para agregar un nuevo estudio o para modificar los tratamientos de un estudio existente. Haga clic a la derecha de Seleccionar brazo de tratamiento para seleccionar un brazo de tratamiento.

Para agregar un nuevo punto de tiempo para todo un grupo, haga clic en Agregar paciente. En la ventana, introduzca el número de identificación, el nombre y el apellido. Seleccione el sexo del paciente y la fecha de nacimiento.

Para agregar las ratas individuales, haga clic en Agregar examen. Para identificar las ratas, haga clic en un examen y haga clic en Editar examen. Introduzca el número de ID en el cuadro Introducir notas y haga clic en Guardar cambios.

A continuación, coloque la lente adecuada en el dispositivo. Seleccione la configuración correspondiente en el software y marque en la posición del brazo de referencia asociada. En la pestaña Examen del paciente, haga doble clic en el examen resaltado para pasar a la pestaña Imágenes y comenzar a tomar imágenes.

Para cargar un protocolo de análisis preestablecido, haga clic en Seleccionar un protocolo de la lista. Para modelos de ratas de glaucoma y retinopatía diabética, seleccione un ajuste preestablecido que conste de dos OD y dos OS, para las exploraciones del ojo derecho e izquierdo respectivamente. Después de colocar a la rata anestesiada en un sistema de alineación de roedores, aplique lubricante en los ojos del animal.

Justo antes de la obtención de imágenes, use una toallita delicada para eliminar el exceso de solución salina y use dos movimientos de rotación del sistema de alineación de roedores para colocar la rata de manera que la mirada sea horizontal y mire hacia abajo en el eje de la lente de tomografía de coherencia óptica. Utilice el modo Free Run para orientar la retina para la recopilación de datos. A continuación, utilice el modo de puntería para obtener una visualización continua de los escaneos B horizontales y verticales en tiempo real.

Mueva la cabeza de escaneo más cerca del ojo hasta que la retina sea visible y use el sistema de alineación de roedores para ajustar la posición del animal hasta que la cabeza del nervio óptico sea visible en el centro. Haga que el escaneo horizontal sea horizontal y el escaneo vertical vertical. Ajuste la distancia de trabajo de modo que la imagen de la retina sea plana y no curva, y ajuste la posición del brazo de referencia para mantener la imagen cerca de la parte superior de la ventana de visualización.

Para las imágenes de la retina de los modelos de glaucoma, degeneración de la retina y retinopatía diabética, defina una exploración de volumen de tres por tres milímetros que consta de 1.000 exploraciones A por 100 exploraciones B, 1 exploración B repetida para el promedio. Centre el nervio óptico en el eje horizontal y vertical de modo que la exploración de volumen esté en el centro recto a lo largo de los ejes nasal, temporal y superior e inferior. Haga clic en Instantánea para tomar una foto y haga clic en Guardar para guardar la imagen.

Obtener una exploración radial centrada en la cabeza del nervio óptico, es decir, 1.000 exploraciones A por 4 exploraciones B, exploraciones por 20 exploraciones B repetidas. Y utilice las exploraciones B repetidas para mejorar la claridad de la imagen del ojo o la retina para facilitar la interpretación de las regiones del ojo o las capas de la retina durante el análisis de datos. A continuación, guarde la imagen y repita la exploración para el ojo contralateral.

Para el procesamiento posterior de las imágenes, abra el programa de software de modelado matemático adecuado. Para procesar la retina, seleccione las exploraciones de tomografía de coherencia óptica para cargar y haga clic para definir el centro de la cabeza del nervio óptico. El programa generará líneas verticales que definen las distancias a ambos lados de la cabeza del nervio óptico.

En la retina de la rata, estas líneas se encuentran a 0,5 y 1,2 milímetros del centro de la cabeza del nervio óptico, con un total de cuatro líneas verticales que representan los ejes nasal, temporal e inferior y superior del ojo, dependiendo de la gammagrafía radial B analizada actualmente. A lo largo de cada línea, delinee la capa de fibra nerviosa de la retina, la capa plexiforme interna, la capa nuclear interna, la capa plexiforme externa, la capa nuclear externa, la membrana limitante externa, los segmentos interno y externo, el epitelio pigmentario de la retina y el grosor total de la retina. Cuando se hayan delineado todas las capas, exporte las mediciones a una hoja de cálculo para el análisis de datos.

Las imágenes representativas de tomografía de coherencia óptica de dominio espectral revelan una capa nuclear externa más delgada, que contiene los cuerpos de células fotorreceptoras en las retinas de la degeneración retiniana inducida por la luz en ratones BALB/c en comparación con los ratones de control no dañados. Después de cuantificar el grosor de la capa retiniana, se observa una diferencia significativa entre los ratones con degeneración retiniana no dañada e inducida por la luz para el grosor total de la retina, el grosor de la capa nuclear externa y el grosor del segmento interno y externo. En el modelo de hipertensión ocular, se observa una remodelación distintiva en la cabeza del nervio óptico, incluyendo el ahuecamiento del nervio óptico después de ocho semanas.

La cuantificación del grosor de la capa de fibras nerviosas de la retina después de ocho semanas de hipertensión ocular revela un adelgazamiento significativo en comparación con las mediciones basales. Las imágenes de las retinas de un modelo de rata diabética y animales de control Wistar revelan que a las seis semanas de edad, la capa de fibras nerviosas de la retina y el grosor total de la retina se reducen en las ratas diabéticas en comparación con las ratas Wistar en la retina periférica, con las mayores diferencias observadas en los cuadrantes inferior y temporal de la retina. La longitud axial del ojo en un modelo de miopía en ratón es visiblemente más larga que la observada en los ojos de tipo salvaje a los 84 días de edad.

Estos datos sobre el ojo miope provienen de un ratón que carece de un gen reloj, lo que sugiere que los genes reloj contribuyen al desarrollo de la miopía. La medición de las estructuras oculares con SDOCT se puede utilizar junto con otros ensayos, como el electrorretinograma y la respuesta optomotora, para detectar cambios sutiles a lo largo del tiempo en muchos modelos de enfermedades oculares.