מדידת קוטר כלי הדם ברשתית מתמונות אנגיוגרפיה פלואורסצנטית של עכבר
19 במאי 2023
כלי דם ברשתית עכבר מעניינים במיוחד בהבנת המנגנונים של היווצרות תבניות כלי דם. פרוטוקול זה מודד באופן אוטומטי את הקוטר של כלי הדם ברשתית העכבר מתמונות פונדוס אנגיוגרפיה פלואורסצנטית במרחק קבוע מהדיסק האופטי.
פרוטוקול זה מספק שיטה קלה ואמינה למדידה אוטומטית של קוטר כלי הדם ברשתית בעכברים מורדמים עקב מוטציות גנטיות או מחלת רשתית. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא כי תוכנית MATLAB כתוב מותאם אישית כאן הוא מעשי, קל לשימוש, נוח ואמין. שינויים בקוטר כלי הרשתית מתרחשים בדרך כלל במחלות ניווניות כמו RP ומצבים אחרים של כלי דם ברשתית.
מודלים של עכברים מציעים תובנות לגבי יעילות הטיפול והשפעתם על כלי הדם ברשתית. השיטה עשויה להיות שימושית כסמנים קליניים הניתנים לכימות בעקבות התקדמות הפרעות כלי דם בעין, ולמעקב אחר טיפולים פוטנציאליים. כדי להתחיל, להכין מזרק עם פתרון עבודה fluorescein ולנהל אותו intra-peritoneally לחיה מורדמת ולהחיל טיפה של 2% ג'ל תאית מתיל על פני הקרנית.
לאחר מכן הניחו את החיה על שלב המיקום של מערכת ההדמיה. מקם את עדשת מצלמת ההדמיית הרשתית כך שתיגע ישירות ובעדינות בקרנית העכבר, וכוונן מעט את היישור כך שימקם את ראש עצב הראייה במרכז שדה הראייה. לאחר מכן עברו לתעלה הפלואורסצנטית הירוקה במצלמת הפונדוס והתמקדו בכלי הדם ברשתית כדי לצלם את התמונות.
צלם תמונות בנקודות הזמן הרצויות לאחר הזרקת הפלואורסצאין כדי לקבוע את נקודת הזמן האידיאלית ולדמיין את תמונת הפונדוס הפלואורסצאין. ראשית, פתח את תוכנית MATLAB. לאחר מכן להוריד ולשמור את קוטר פונדוס.
M קוד. לאחר מכן, פתח את תיקיית ניתוח התמונה fundus וגרור ושחרר את קוטר fundus. קוד M לתיקיית הניתוח.
גרור ושחרר תמונת FFA לתיקיית ניתוח התמונות. בתוכנית MATLAB, לחץ פעמיים על קובץ הקוד כדי להפעיל אותו. בחר באפשרות הפעלה.
יופיע תפריט קופץ לבחירת התמונה. בחר את התמונה, ותפריט קופץ עבור פרמטרים ניתוח יופיע על המסך. הגדר את פרמטרי הניתוח בתפריט הנפתח ולחץ על אישור. בחר את מרכז הדיסק האופטי ולאחר מכן בחר את קצה הדיסק האופטי.
הניתוח יבוצע ברקע ותוצאות הניתוח יופיעו על המסך. הטבלה מכילה את הערכים של ממוצע, סטיית תקן ושגיאת תקן עבור כל כלי שיט. שמור את הטבלה.
ולאחר מכן לשמור את הדמות עם עובי ממוצע להגדיר. פתח את תיקיית הניתוח עם הקבצים שנשמרו ולאחר מכן פתח את האיור שנשמר. פתח את הטבלה השמורה, העתק את הערכים והדבק אותם בקובץ Excel.
לאחר הזרקת הפלואורסצאין התקבלו תמונות מעכבר בקרה ועכבר מוטנטי מסוג MITFMI-VGA9, שהמרחק הקצר ביותר שלהן נמדד ממרכז הדיסק האופטי לנקודות הקצה בכלי הדם בכיוון השעון. קוטר הכלי הממוצע התקבל כפונקציה של מספר כלי השיט עבור סוג הבר ועכברי המוטציה. הדברים החשובים ביותר שיש לזכור הם מיקום מצלמת הפונדוס ומרכוז הדיסק האופטי בתמונת הפונדוס.
בנוסף לטכניקה זו, ניתן לבצע טכניקות מולקולריות על מנת לחקור תרופות חדשות, לאבחן מצבי כלי דם שונים בעין, ולהבין טוב יותר את תפקוד כלי הדם ברשתית.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מספק שיטה מהימנה למדידה אוטומטית של קוטר כלי הדם ברשתית של עכברים תחת הרדמה, דבר החיוני להבנת מחלות רשתית. הטכניקה משתמשת בתוכנת MATLAB מותאמת אישית לניתוח תמונות קרקית של אנגיוגרפיה פלואורסצנטית.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- מדעי המוח
- Oftalmology
- ביולוגיה וסקולרית
רקע
- כלי הדם ברשתית של עכבר חשובים לחקר היווצרות דפוסי כלי דם.
- שינויים בקוטר כלי הדם ברשתית קשורים למחלות ניווניות.
- שיטה זו יכולה לשמש כסמן קליני מדיד לניטור הפרעות בכלי דם.
- תובנות ממודלים של עכברים יכולות להנחות את הערכת יעילות הטיפול.
מטרת המחקר
- למדידת קטרי רגבי הרשתית בעכברים עם מוטציות גנטיות או מחלות רשתית.
- לספק שיטה מעשית ואמינה עבור חוקרים.
- לניטור התקדמות של מצבים וסקולריים ברשתית.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הנח תמיסת עבודה של פלואורסצאין באופן תוך-פעਤורי לעכברים שהורדמו.
- מרח ג'ל מתיל צלולז 2% על פני השטח של הקרנית.
- השתמש בתוכנת MATLAB מותאמת אישית לניתוח תמונות.
- נתח תמונות קרקית מאנגיוגרפיה פלואורסצנטית למדידת קוטר כלי הדם.
תוצאות עיקריות
- הפרוטוקול מאפשר מדידה מדויקת של קטרי כלי דם ברשתית.
- הוא ידידותי למשתמש ונוח עבור חוקרים.
- שימושי פוטנציאלית במעקב אחר השפעות טיפול במחלות רשתית.
- מספק תובנות לגבי השפעת מוטציות גנטיות על כלי הדם ברשתית.
מסקנות
- שיטה זו היא כלי בעל ערך לחקר שינויים בכלי הדם של הרשתית.
- היא משפרת את ההבנה של מחלות הרשתית והטיפולים בהן.
- יישומים עתידיים עשויים לכלול ניטור קליני של הפרעות ברשתית.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מדידה אוטומטית של קוטר כלי הדם ברשתית במודלים של עכברים מאפשרת הערכה כמותית של שינויים וסקולריים הקשורים למוטציות גנטיות ומחלות רשתית. יכולת זו תומכת בגילוי מוקדם ובמחקר תרגומי על ידי אספקת מדדים וסקולריים סטנדרטיים וניתנים לשחזור להערכת התקדמות המחלה והשפעת הטיפול. שילוב של ניתוח תמונות אוטומטי בתהליכי עבודה פרה-קליניים מגביר את הביטחון החזוי ומסייע בקבלת החלטות מוכוונות סיכון בניהול פורטפוליו לפיתוח תרופות אופתלמולוגיות.
יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר כימות אובייקטיבי של פנוטיפים וסקולריים במודלים של עכברים שעברו שינוי גנטי.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות המעורבות בפתולוגיה של כלי הדם ברשתית.
- מאפשר הפחתת סיכונים מכניסטית על ידי קישור מוטציות גנטיות לתוצאים וסקולריים מדידים.
- מספק נקודות קצה סטנדרטיות למחקרים מונחי-השערה של מנגנוני מחלות רשתית.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק מדידות כמותיות וניתנות לשחזור של קוטר כלי דם לצורך סטנדרטיזציה של הבדיקה.
- מכין תהליכי עבודה מאושרים של דימות וניתוח עבור סריקת תרכובות בשלבים הבאים.
- מאפשרת יכולת הרחבה (scalability) ושימוש חוזר בפלטפורמה על פני רקעים גנטיים והתערבויות מרובים.
- תומך בהערכה מהימנה של תרופות מועמדות המכוונות לכלי הדם ברשתית.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מיישר מדדים וסקולריים פרה-קליניים עם נקודות קצה רלוונטיות למחלה לצורך רציפות תרגומית.
- מאפשר ניטור של השפעות הטיפול והתקדמות המחלה in vivo.
- תומך בהחלטות קידום מותאמות סיכון המבוססות על קריאות וסקולריות כמותיות.
- מסייע בשילוב של ביומרקרים מולקולריים ובבדיקות דימוי במחקרים פרה-קליניים.
שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד
שיטה זו לניתוח תמונות אוטומטי משתלבת ברצף שבין השלבים המוקדמים של הגילוי לשלב הפרה-קליני, ומספקת גשר מאישוש של מטרה גנטית לפיתוח ביומרקרים תרגומיים במחקר אופתלמולוגי.
- ביולוגיה של גילוי: תומכת בבחינת השערות ובבירור מסלולים ביולוגיים באמצעות כימות שינויים כליים בתגובה להפרעות גנטיות או פרמקולוגיות.
- סריקה: מספקת תוצאות של קוטר כלי דם הניתנות לשחזור ומוכנות לבדיקה לצורך הערכת תרכובות.
- אנליטיקה: יוצרת טבלאות כמותיות של ממוצע, סטיית תקן וטעות תקן עבור קוטרי כלי דם, המאפשרות השוואות סטטיסטיות חסונות.
- מחקר תרגומי: מתאימה נקודות קצה של דימוי פרה-קליני לסמנים קליניים של בריאות כלי הדם ברשתית.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמת ניתוח מבוססת MATLAB לשימוש חוזר, הניתנת להתאמה למודלים מגוונים של מחלות רשתית.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית במודלים של מחלות רשתית.
- ערך תפעולי: מבצע סטנדרטיזציה ואוטומציה של מדידת כלי דם, ובכך משפר את השחזוריות ואת התפוקה.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת לגבי המשך או הפסקת הפיתוח (go/no-go) וקידום יעיל של תוכניות אופתלמולוגיות מבחינת הקצאת הון.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכונים של מטרות ומועמדים טיפוליים בהתבסס על נקודות סיום וסקולריות כמותיות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בדימות רשתית ובניתוח תמונות מבוסס MATLAB.
- תלוי בגישה למצלמת קרקית מסחרית ותשתית לדימות פלואורסצנציה.
- מצריך סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולי הדימות ופרמטרי הניתוח.
- ייתכן שיהיה צורך בהתאמה עבור זני עכברים שונים או מודלים של מחלות רשתית.
- איכות התמונה ומרכוז הדיסק האופטי הם קריטיים לקבלת תוצרי מדידה אמינים.
