Ex Vivo Imagerie multimodale basée sur l’OCT des yeux de donneurs humains pour la recherche sur la dégénérescence maculaire liée à l’âge
May 26th, 2023
Les tests de laboratoire peuvent tirer parti de la valeur pronostique de l’imagerie multimodale longitudinale de la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) basée sur la tomographie longitudinale par cohérence optique (OCT). Les yeux des donneurs humains avec et sans DMLA sont imagés à l’aide de l’OCT, de la couleur, de l’ophtalmoscopie laser à balayage dans le proche infrarouge et de l’autofluorescence à deux longueurs d’onde d’excitation avant la section des tissus.
Ce protocole permet de nouveaux traitements et préventions pour la dégénérescence maculaire liée à l’âge ou DMLA. C’est la plus grande maladie avec une neurodégénérescence centrale et pourtant nous pensons que c’est la plus accessible en raison de la structure précise de l’œil et de la disponibilité de l’imagerie clinique cellulaire de la rétine. Les complications néovasculaires de la maladie sous-jacente de la DMLA sont traitées avec succès depuis 15 ans chez les 15% de patients qui en sont atteints.
Récemment, la FDA a approuvé le premier médicament pour le stade terminal de la maladie sous-jacente. Le séquençage de l’ARN unicellulaire a révélé le répertoire moléculaire de plus de 100 types de cellules dans la rétine et le système vasculaire choroïdien de soutien. La tomographie par cohérence optique suivie par les yeux ou OCT nous a permis d’entrevoir une séquence détaillée de progression au niveau cellulaire en clinique.
Les systèmes de modèles cellulaires et animaux existants pour la recherche sur la DMLA ne sont pas prédictifs de la pathologie humaine et du risque de progression. Cela entrave le développement de nouveaux traitements et préventions. Notre laboratoire a contribué à de nombreuses découvertes de haut niveau sur la DMLA, y compris la perte précoce de photorécepteurs larges nécessaires à la vision nocturne.
Il a également été observé que des maculas mieux conservées avec des rétines neurosensorielles attachées sont directement pertinentes pour l’imagerie clinique OCT. De nombreuses parties de la pathologie de la DMLA sont devenues visibles avec la TCO clinique qui montre des vues transversales de la rétine et de la choroïde. Les résultats de la TCO des yeux de donneurs humains peuvent être directement comparés aux résultats de l’imagerie clinique.
Si les laboratoires pouvaient imiter les normes d’imagerie clinique en utilisant la TCO pour caractériser les yeux avant les tests et les résultats de laboratoire comme l’expression génique ou la protéomique et tirer parti de la chronologie longitudinale de l’imagerie clinique pour se concentrer sur les indicateurs de risque les plus informatifs.
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Aperçu
Cette étude se concentre sur l'utilisation de la tomographie par cohérence optique (OCT) pour l'imagerie de la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA) dans des yeux de donneurs humains. En utilisant diverses modalités d'imagerie, y compris l'imagerie couleur et la réflectance proche-infrarouge, l'étude vise à découvrir les changements pathologiques associés à la DMLA, qui affecte la santé rétinienne et la vision.
Composants clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Ophtalmologie
- Pathologie
Contexte
- La DMLA est une cause principale de neurodégénérescence centrale.
- Les techniques d'imagerie clinique offrent des aperçus détaillés des changements rétiniens.
- Les modèles actuels animaux et cellulaires ne sont souvent pas prédictifs de la progression de la DMLA chez l'homme.
- Les avancées récentes incluent l'approbation de nouveaux médicaments ciblant la DMLA à stade avancé.
Objectif de l'étude
- Valider l'OCT comme outil pour mieux comprendre la pathologie de la DMLA.
- Identifier les principaux indicateurs de risque pour la progression de la DMLA par l'imagerie longitudinale.
- Améliorer les essais de laboratoire en émulant les normes d'imagerie clinique.
Méthodes utilisées
- L'OCT, l'imagerie couleur, la réflectance proche-infrarouge et l'autofluorescence ont été utilisés pour l'imagerie rétinienne.
- Des yeux de donneurs humains ont été utilisés comme modèle biologique.
- Les images ont été acquises et comparées aux résultats OCT pour caractériser la DMLA.
- Des protocoles détaillés impliquant la préparation des échantillons et les procédures d'imagerie ont été suivis.
Résultats principaux
- L'OCT clinique a visualisé efficacement la progression de la pathologie de la DMLA.
- Les résultats comprenaient la perte précoce des photorécepteurs essentiels à la vision.
- Les résultats ont indiqué de fortes corrélations entre les résultats OCT et les conditions rétiniennes réelles.
- Les maculas mieux préservées étaient associées à des résultats d'imagerie OCT spécifiques.
Conclusions
- L'étude démontre l'utilité de l'OCT pour faire progresser la recherche sur la DMLA.
- En exploitant les données d'imagerie clinique, cette approche a le potentiel d'améliorer les résultats des traitements.
- Les résultats soulignent l'importance de l'imagerie précise dans la compréhension des maladies rétiniennes.
Questions fréquemment posées
Executive Industry Relevance
Ex vivo OCT-based multimodal imaging of human donor eyes enables direct alignment of laboratory findings with clinical imaging standards in age-related macular degeneration (AMD) research. This approach bridges the translational gap between preclinical models and human pathology, supporting predictive confidence in target validation and risk stratification. Integrating clinical-grade imaging into discovery workflows enhances portfolio decision-making for neurodegenerative ocular diseases.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of human retinal pathology for mechanistic de-risking in AMD.
- Supports functional target validation by correlating molecular findings with clinical imaging phenotypes.
- Improves predictive confidence by leveraging ex vivo imaging to clarify disease progression markers.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of validated human tissue systems for downstream molecular and imaging assays.
- Standardizes imaging outputs to clinical benchmarks, enhancing reproducibility and assay comparability.
- Enables quantitative assessment of retinal features such as drusen, atrophy, and subretinal deposits.
Translational & Preclinical Research
- Aligns laboratory imaging with clinical endpoints, supporting translational biomarker development in AMD.
- Provides continuity from discovery through preclinical validation by registering ex vivo and in vivo imaging volumes.
- De-risks advancement decisions by confirming disease-relevant features in human tissue.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging protocol positions ex vivo human eye analysis as a bridge from early discovery to translational research in AMD, enabling direct comparison of laboratory and clinical imaging data.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by visualizing human retinal pathology at cellular resolution.
- Screening: Delivers standardized, quantitative imaging outputs for assay readiness and reproducibility.
- Analytics: Provides high-content measurements of retinal features for robust statistical comparison across disease stages.
- Translational Research: Enables biomarker alignment and continuity between laboratory and clinical imaging datasets.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging workflow applicable to diverse ocular disease models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in AMD research.
- Operational Value: Standardizes imaging protocols and enhances reproducibility across research teams.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and improves capital efficiency by focusing on clinically relevant endpoints.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of targets and models for advancement.
Implementation Considerations
- Requires expertise in ophthalmic imaging and tissue handling for optimal preservation and analysis.
- Demands access to advanced OCT and multimodal imaging instrumentation with analytical software.
- Necessitates cross-team standardization of imaging protocols and data registration methods.
- Adaptation across ocular disease models may require protocol modifications for tissue type and pathology.
- Preservation quality and artifact management are critical for reliable pathology visualization.
