Ex Vivo Imágenes multimodales basadas en OCT de ojos de donantes humanos para la investigación de la degeneración macular relacionada con la edad
26 de mayo de 2023
Los ensayos de laboratorio pueden aprovechar el valor pronóstico de la tomografía de coherencia óptica longitudinal (OCT) basada en imágenes multimodales de la degeneración macular relacionada con la edad (DMAE). Los ojos de donantes humanos con y sin DMAE se obtienen imágenes mediante OCT, color, oftalmoscopia láser de escaneo de reflectancia en el infrarrojo cercano y autofluorescencia en dos longitudes de onda de excitación antes de la sección del tejido.
Este protocolo permite nuevos tratamientos y prevenciones para la degeneración macular relacionada con la edad o DMAE. Esta es la enfermedad más grande con una neurodegeneración central y, sin embargo, creemos que es la más accesible debido a la estructura precisa del ojo y la disponibilidad de imágenes clínicas de la retina a nivel celular. Las complicaciones neovasculares de la enfermedad subyacente de la DMAE se han tratado con éxito durante 15 años en el 15% de los pacientes que la padecen.
Recientemente, la FDA aprobó el primer medicamento para la etapa final de la enfermedad subyacente. La secuenciación de ARN unicelular ha revelado el repertorio molecular de los más de 100 tipos de células en la retina y la vasculatura coroidea de soporte. La tomografía de coherencia óptica o OCT con seguimiento ocular nos ha permitido vislumbrar una secuencia detallada de progresión a nivel celular en la clínica.
Los sistemas de modelos celulares y animales existentes para la investigación de la DMAE no predicen la patología humana y el riesgo de progresión. Esto impide el desarrollo de nuevos tratamientos y prevenciones. Nuestro laboratorio contribuyó con muchos hallazgos de alto nivel sobre la DMAE, incluida la pérdida temprana de fotorreceptores amplios necesarios para la visión nocturna.
También se observó que las máculas mejor conservadas con retinas neurosensoriales unidas son directamente relevantes para la obtención de imágenes clínicas de OCT. Muchas partes de la patología de la DMAE se hicieron visibles con la OCT clínica que muestra vistas transversales de la retina y la coroides. Los resultados de OCT de ojos de donantes humanos se pueden comparar directamente con los hallazgos en imágenes clínicas.
Si los laboratorios pudieran emular los estándares de imágenes clínicas mediante el uso de OCT para caracterizar los ojos antes de los ensayos y los hallazgos de laboratorio como la expresión génica o la proteómica y aprovechar la línea de tiempo longitudinal de las imágenes clínicas para centrarse en los indicadores de riesgo más informativos.
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Descripción general
Este estudio se centra en el uso de la tomografía de coherencia óptica (OCT) para la obtención de imágenes de la degeneración macular asociada a la edad (AMD) en ojos donados humanos. Al emplear diversas modalidades de imagen, incluyendo imágenes en color y reflectancia en infrarrojo cercano, el estudio tiene como objetivo descubrir los cambios patológicos asociados con la AMD, que afecta la salud retiniana y la visión.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Oftalmología
- Patología
Antecedentes
- La DMAE es una causa principal de neurodegeneración central.
- Las técnicas de imagen clínica ofrecen información detallada sobre los cambios en la retina.
- Los modelos animales y celulares actuales a menudo no predicen con precisión la progresión de la DMAE humana.
- Los avances recientes incluyen la aprobación de nuevos fármacos dirigidos contra la DMAE en etapa avanzada.
Objetivo del estudio
- Validar la OCT como una herramienta para comprender mejor la patología de la DMAE.
- Identificar indicadores clave de riesgo para la progresión de la DMAE mediante imágenes longitudinales.
- Mejorar los ensayos de laboratorio mediante la emulación de estándares de imágenes clínicas.
Métodos Utilizados
- Se utilizaron OCT, imágenes en color, reflectancia en infrarrojo cercano y autofluorescencia para la obtención de imágenes de la retina.
- Se utilizaron ojos donados humanos como modelo biológico.
- Se adquirieron imágenes y se compararon con los hallazgos de OCT para caracterizar la DMAE.
- Se siguieron protocolos detallados que involucraban la preparación de especímenes y procedimientos de obtención de imágenes.
Resultados principales
- La OCT clínica visualizó eficazmente la progresión de la patología de la DMAE.
- Los hallazgos incluyeron la pérdida temprana de fotorreceptores esenciales para la visión.
- Los resultados indicaron fuertes correlaciones entre los hallazgos de la OCT y las condiciones reales de la retina.
- Las máculas mejor preservadas se asociaron con resultados específicos de imágenes de OCT.
Conclusiones
- El estudio demuestra la utilidad de la OCT para avanzar en la investigación de la DMAE.
- Al aprovechar datos de imágenes clínicas, este enfoque tiene el potencial de mejorar los resultados del tratamiento.
- Los resultados subrayan la importancia de imágenes precisas para comprender las enfermedades retinianas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La imagen multimodal basada en OCT ex vivo de ojos donados humanos permite la alineación directa de los hallazgos de laboratorio con los estándares de imagen clínica en la investigación de la degeneración macular asociada a la edad (AMD). Este enfoque reduce la brecha traslacional entre los modelos preclínicos y la patología humana, apoyando la confianza predictiva en la validación de objetivos y la estratificación de riesgos. La integración de imágenes de grado clínico en los flujos de trabajo de descubrimiento mejora la toma de decisiones en carteras para enfermedades oculares neurodegenerativas.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la interrogación directa de la patología retiniana humana para la reducción de riesgos mecanicistas en la DMAE.
- Apoya la validación funcional de dianas mediante la correlación de hallazgos moleculares con fenotipos de imágenes clínicas.
- Mejora la confianza predictiva al aprovechar imágenes ex vivo para clarificar los marcadores de progresión de la enfermedad.
Desarrollo de ensayos y cribado
- Facilita la preparación de sistemas de tejido humano validados para ensayos moleculares e de imágenes posteriores.
- Normaliza las salidas de imágenes según patrones clínicos, mejorando la reproducibilidad y la comparabilidad de los ensayos.
- Permite la evaluación cuantitativa de características retinianas como drusas, atrofia y depósitos subretinianos.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Relaciona la imagenología de laboratorio con puntos finales clínicos, apoyando el desarrollo traslacional de biomarcadores en la DMAE.
- Proporciona continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica mediante el registro de volúmenes de imágenes ex vivo e in vivo.
- Reduce los riesgos en las decisiones de avance al confirmar características relevantes de la enfermedad en tejido humano.
Integración de la Canalización y del Flujo de Trabajo
Este protocolo de imagen sitúa el análisis del ojo humano ex vivo como un puente entre el descubrimiento inicial y la investigación traslacional en la DMAE, permitiendo la comparación directa de datos de imagen de laboratorio y clínicos.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías al visualizar la patología retiniana humana con resolución celular.
- Selección: Proporciona resultados de imagen cuantitativos y estandarizados para la preparación y reproducibilidad de ensayos.
- Análisis: Ofrece mediciones de alto contenido de características retinianas para comparaciones estadísticas sólidas entre distintas etapas de la enfermedad.
- Investigación Traducional: Permite la alineación de biomarcadores y la continuidad entre conjuntos de datos de imágenes de laboratorio y clínicas.
- Reutilización Empresarial: Establece un flujo de trabajo de imagen reutilizable aplicable a diversos modelos de enfermedades oculares.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la investigación de la DMAE.
- Valor operativo: Estandariza los protocolos de imagen y mejora la reproducibilidad entre equipos de investigación.
- Valor estratégico: Orienta las decisiones de avance o interrupción de proyectos y mejora la eficiencia del capital al centrarse en puntos finales clínicamente relevantes.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de dianas y modelos para su avance.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en imágenes oftálmicas y manejo de tejidos para la preservación y el análisis óptimos.
- Exige acceso a instrumentación avanzada de OCT e imágenes multimodales con software analítico.
- Necesita la estandarización entre equipos de los protocolos de imagen y los métodos de registro de datos.
- La adaptación a diferentes modelos de enfermedades oculares puede requerir modificaciones del protocolo según el tipo de tejido y la patología.
- La calidad de la preservación y el manejo de artefactos son fundamentales para una visualización confiable de la patología.
