Ex Vivo Imagerie multimodale basée sur l’OCT des yeux de donneurs humains pour la recherche sur la dégénérescence maculaire liée à l’âge
26 mai 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 porte 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 humains donneurs. En utilisant diverses modalités d'imagerie, notamment l'imagerie en couleurs et la réflectance dans l'infrarouge proche, l'étude vise à révéler les modifications pathologiques associées à la DMLA, une affection qui affecte la santé de la rétine et la vision.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Ophthalmologie
- Pathologie
Contexte
- La DMLA est une cause majeure de neurodégénérescence centrale.
- Les techniques d'imagerie clinique offrent des aperçus détaillés des modifications rétiniennes.
- Les modèles animaux et cellulaires actuels ne permettent souvent pas de prédire avec fiabilité l'évolution de la DMLA humaine.
- Les récentes avancées incluent l'approbation de nouveaux médicaments ciblant les stades avancés de la DMLA.
Objectif de l'étude
- Valider la tomographie en cohérence optique (OCT) comme outil permettant une meilleure compréhension de la pathologie de la DMLA.
- Identifier les principaux indicateurs de risque de progression de la DMLA grâce à un imagerie longitudinale.
- Améliorer les tests de laboratoire en reproduisant les normes d'imagerie clinique.
Méthodes utilisées
- L'imagerie de la rétine a été réalisée à l'aide de la tomographie en cohérence optique (OCT), de l'imagerie en couleurs, de la réflectance dans l'infrarouge proche et de l'autofluorescence.
- Des yeux humains provenant de donneurs ont été utilisés comme modèle biologique.
- Des images ont été acquises et comparées aux résultats de l'OCT afin de caractériser la DMLA.
- Des protocoles détaillés concernant la préparation des échantillons et les procédures d'imagerie ont été suivis.
Résultats principaux
- La TOM clinique a permis de visualiser efficacement la progression de la pathologie de la DMLA.
- Les observations comprenaient la perte précoce des photorécepteurs essentiels à la vision.
- Les résultats ont révélé de fortes corrélations entre les données de la TOM et l'état rétinien réel.
- Des maculas mieux préservées étaient associées à des résultats spécifiques de l'imagerie par TOM.
Conclusions
- L'étude démontre l'utilité de la TOM dans la recherche sur la DMLA.
- En exploitant les données d'imagerie clinique, cette approche pourrait améliorer les résultats thérapeutiques.
- Les résultats soulignent l'importance d'une imagerie précise pour comprendre les maladies rétiniennes.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
L'imagerie multimodale ex vivo basée sur la OCT de yeux humains donneurs permet un alignement direct des résultats de laboratoire avec les standards d'imagerie clinique dans la recherche sur la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA). Cette approche comble l'écart translationnel entre les modèles précliniques et la pathologie humaine, renforçant la confiance prédictive dans la validation des cibles et la stratification des risques. L'intégration d'examens d'imagerie de qualité clinique dans les flux de travail de découverte améliore la prise de décision pour les portefeuilles de maladies oculaires neurodégénératives.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmacie
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet une interrogation directe de la pathologie rétinienne humaine pour l'atténuation des risques mécanistiques dans la DMLA.
- Prend en charge la validation fonctionnelle des cibles en corrélant les résultats moléculaires avec les phénotypes d'imagerie clinique.
- Améliore la confiance prédictive en exploitant l'imagerie ex vivo pour clarifier les marqueurs de progression de la maladie.
Développement de criblages et de tests
- Facilite la préparation de systèmes tissulaires humains validés pour des tests moléculaires et d'imagerie en aval.
- Normalise les résultats d'imagerie selon des références cliniques, améliorant ainsi la reproductibilité et la comparabilité des tests.
- Permet l'évaluation quantitative de caractéristiques rétiniennes telles que les drusén, l'atrophie et les dépôts sous-rétiniens.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne l'imagerie de laboratoire avec les critères d'évaluation cliniques, soutenant le développement translationnel de biomarqueurs dans la DMLA.
- Assure une continuité allant de la découverte à la validation préclinique en recalant les volumes d'imagerie ex vivo et in vivo.
- Réduit les risques liés aux décisions d'avancement en confirmant la présence de caractéristiques pertinentes de la maladie dans les tissus humains.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce protocole d'imagerie positionne l'analyse de l'œil humain ex vivo comme un pont entre la découverte précoce et la recherche translationnelle dans la DMLA, permettant une comparaison directe des données d'imagerie de laboratoire et cliniques.
- Découverte en biologie : Facilite la vérification d'hypothèses et la clarification des voies biologiques en visualisant à une résolution cellulaire les atteintes rétiniennes humaines.
- Depistage : Fournit des données d'imagerie quantitatives normalisées pour garantir la préparation et la reproductibilité des tests.
- Analyse : Offre des mesures riches en contenu des caractéristiques rétiniennes permettant des comparaisons statistiques solides entre différents stades de la maladie.
- Recherche translationnelle : Permet une concordance et une continuité des biomarqueurs entre les jeux de données d'imagerie précliniques et cliniques.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place un flux de travail d'imagerie réutilisable, applicable à divers modèles de maladies oculaires.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la recherche sur la DMLA.
- Valeur opérationnelle : Normalise les protocoles d'imagerie et améliore la reproductibilité entre les équipes de recherche.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions d'aller/arrêt et améliore l'efficacité du capital en ciblant des critères d'évaluation cliniquement pertinents.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des cibles et modèles à faire progresser.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en imagerie ophtalmique et en manipulation des tissus pour une préservation et une analyse optimales.
- Exige un accès à des instruments d'imagerie OCT et multimodale avancés, ainsi qu'à des logiciels analytiques.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles d'imagerie et des méthodes d'enregistrement des données.
- L'adaptation à différents modèles de maladies oculaires peut nécessiter des modifications de protocole selon le type de tissu et la pathologie.
- La qualité de préservation et la gestion des artefacts sont essentielles pour une visualisation fiable de la pathologie.
