Évaluations structurales in vivo des maladies oculaires dans des modèles de rongeurs utilisant la tomographie par cohérence optique

La tomographie par cohérence optique dans le domaine spectral est un outil précieux pour l’imagerie des structures oculaires in vivo et pour le suivi des changements de dimensions oculaires au fil du temps dans une variété de modèles de maladies oculaires. Nous utilisons SDOCT pour mesurer l’épaisseur de la rétine dans les modèles de dégénérescence rétinienne dans la rétinopathie diabétique, l’épaisseur de la rétine et les ventouses dans un modèle de glaucome et la longueur axiale dans un modèle de myopie. La technique SDOCT est simple, mais la pratique est essentielle pour obtenir de bonnes images.

Et l’expérimentation de différents protocoles est importante pour déterminer quel protocole correspond le mieux à chaque besoin de recherche. Andrew Feola, chercheur principal du Centre de réadaptation visuelle et neurocognitive, fera la démonstration de la procédure. Commencez par ouvrir le logiciel de tomographie par cohérence optique dans le domaine spectral et entrez les informations de l’étude d’acquisition et du bras de traitement.

Sous l’onglet Examen du patient, cliquez sur examinateur d’examen et sélectionnez le nom de l’examinateur. Cliquez sur Nom de l’étude pour définir l’étude et ouvrez l’onglet Étude pour ajouter une nouvelle étude ou modifier les traitements d’une étude existante. Cliquez à droite de Sélectionner le bras de traitement pour sélectionner un bras de traitement.

Pour ajouter un nouveau point temporel pour un groupe entier, cliquez sur Ajouter un patient. Dans la fenêtre, entrez le numéro d’identification, le prénom et le nom. Sélectionnez le sexe du patient et la date de naissance.

Pour ajouter les rats individuels, cliquez sur Ajouter un examen. Pour identifier les rats, cliquez sur un examen, puis sur Modifier l’examen. Entrez le numéro d’identification dans la zone Entrer des notes et cliquez sur Enregistrer les modifications.

Ensuite, fixez l’objectif approprié à l’appareil. Sélectionnez la configuration correspondante dans le logiciel et composez la position du bras de référence associée. Sous l’onglet Examen du patient, double-cliquez sur l’examen en surbrillance pour passer à l’onglet Imagerie et commencer l’imagerie.

Pour charger un protocole d’analyse prédéfini, cliquez sur Sélectionner un protocole dans la liste. Pour les modèles de glaucome et de rétinopathie diabétique chez le rat, sélectionnez un préréglage composé de deux OD et de deux OS, pour les scans de l’œil droit et de l’œil gauche respectivement. Après avoir placé le rat anesthésié dans un système d’alignement de rongeurs, appliquez du lubrifiant sur les yeux de l’animal.

Juste avant l’imagerie, utilisez une lingette délicate pour évacuer tout excès de solution saline, et utilisez deux mouvements de rotation du système d’alignement des rongeurs pour positionner le rat de manière à ce que le regard soit horizontal et en regardant vers le bas dans l’axe de la lentille de tomographie par cohérence optique. Utilisez le mode Free Run pour orienter la rétine pour la collecte de données. Utilisez ensuite le mode Visée pour un affichage continu des balayages B horizontaux et verticaux en temps réel.

Rapprochez la tête de balayage de l’œil jusqu’à ce que la rétine soit visible et utilisez le système d’alignement des rongeurs pour ajuster la position de l’animal jusqu’à ce que la tête du nerf optique soit visible au centre. Faites en sorte que le balayage horizontal soit horizontal et que le balayage vertical soit vertical. Ajustez la distance de travail de sorte que l’image rétinienne soit plate et non incurvée, et ajustez la position du bras de référence pour maintenir l’image près du haut de la fenêtre d’affichage.

Pour l’imagerie rétinienne du glaucome, de la dégénérescence rétinienne et de la rétinopathie diabétique, définissez un balayage volumique de trois millimètres sur trois qui se compose de 1 000 balayages A par 100 balayages B par 1 balayage B répété pour la moyenne. Centrez le nerf optique dans l’axe horizontal et l’axe vertical de sorte que le balayage volumique soit au centre droit le long des axes nasal, temporal et supérieur inférieur. Cliquez sur Instantané pour prendre une photo et cliquez sur Enregistrer pour enregistrer l’image.

Obtenez un balayage radial centré sur la tête du nerf optique, c’est-à-dire 1 000 balayages A par 4 balayages B B par 20 balayages B répétés. Et utilisez les balayages B répétés pour améliorer la clarté de l’image de l’œil ou de la rétine afin de faciliter l’interprétation des régions de l’œil ou des couches de la rétine lors de l’analyse des données. Enregistrez ensuite l’image et répétez le balayage pour l’œil controlatéral.

Pour le post-traitement des images, ouvrez le logiciel de modélisation mathématique approprié. Pour le traitement de la rétine, sélectionnez les scans de tomographie par cohérence optique à charger, puis cliquez pour définir le centre de la tête du nerf optique. Le programme générera des lignes verticales qui définissent les distances de chaque côté de la tête du nerf optique.

Dans la rétine du rat, ces lignes se trouvent à 0,5 et 1,2 millimètre du centre de la tête du nerf optique, avec un total de quatre lignes verticales représentant les axes nasal, temporal et inférieur, supérieur de l’œil, en fonction du balayage radial B actuellement analysé. Le long de chaque ligne, délimitez la couche de fibres nerveuses rétiniennes, la couche plexiforme interne, la couche nucléaire interne, la couche plexiforme externe, la couche nucléaire externe, la membrane limitante externe, les segments interne et externe, l’épithélium pigmentaire rétinien et l’épaisseur totale de la rétine. Une fois que toutes les couches ont été délimitées, exportez les mesures vers une feuille de calcul pour l’analyse des données.

images représentatives de tomographie par cohérence optique dans le domaine spectral révèlent une couche nucléaire externe plus mince, qui contient les corps cellulaires photorécepteurs dans les rétines des souris BALB/c de dégénérescence rétinienne induite par la lumière par rapport aux souris témoins non endommagées. Après avoir quantifié l’épaisseur de la couche rétinienne, une différence significative entre les souris atteintes de dégénérescence rétinienne non endommagée et induite par la lumière est observée pour l’épaisseur totale de la rétine, l’épaisseur de la couche nucléaire externe et l’épaisseur des segments interne et externe. Dans le modèle d’hypertension oculaire, un remodelage distinct de la tête du nerf optique est observé, y compris la ventouse du nerf optique après huit semaines.

La quantification de l’épaisseur de la couche de fibres nerveuses rétiniennes après huit semaines d’hypertension oculaire révèle un amincissement significatif par rapport aux mesures de base. L’imagerie des rétines à partir d’un modèle de rat diabétique et d’animaux témoins Wistar révèle qu’à l’âge de six semaines, la couche de fibres nerveuses rétiniennes et l’épaisseur totale de la rétine sont réduites chez les rats diabétiques par rapport aux rats Wistar dans la rétine périphérique, les différences les plus importantes étant observées dans les quadrants inférieur et temporal de la rétine. La longueur axiale de l’œil dans un modèle murin de myopie est visiblement plus longue que celle observée dans les yeux de type sauvage à l’âge de 84 jours.

Ces données sur l’œil myope proviennent d’une souris dépourvue d’un gène d’horloge, ce qui suggère que les gènes d’horloge contribuent au développement de la myopie. La mesure des structures oculaires avec le SDOCT peut être utilisée en conjonction avec d’autres tests, comme l’électrorétinogramme et la réponse optomotrice, pour détecter des changements subtils au fil du temps dans de nombreux modèles de maladies oculaires.