Ex Vivo Imaging multimodale basato su OCT di occhi di donatori umani per la ricerca sulla degenerazione maculare legata all'età
26 maggio 2023
I test di laboratorio possono sfruttare il valore prognostico dell'imaging multimodale basato sulla tomografia a coerenza ottica longitudinale (OCT) della degenerazione maculare legata all'età (AMD). Gli occhi dei donatori umani con e senza AMD vengono ripresi utilizzando OCT, colore, oftalmoscopia laser a scansione di riflettanza nel vicino infrarosso e autofluorescenza a due lunghezze d'onda di eccitazione prima del sezionamento dei tessuti.
Questo protocollo consente nuovi trattamenti e prevenzioni per la degenerazione maculare legata all'età o AMD. Questa è la più grande malattia con una neurodegenerazione centrale e tuttavia pensiamo che sia la più accessibile a causa della struttura precisa dell'occhio e della disponibilità di imaging clinico a livello cellulare della retina. Le complicanze neovascolari della malattia di base dell'AMD sono state trattate con successo per 15 anni nel 15% dei pazienti che ne sono affetti.
Recentemente, la FDA ha approvato il primo farmaco per lo stadio finale della malattia di base. Il sequenziamento dell'RNA a singola cellula ha rivelato il repertorio molecolare degli oltre 100 tipi di cellule nella retina e nella vascolarizzazione coroideale di supporto. La tomografia a coerenza ottica tracciata oculare o OCT ci ha permesso di intravedere una sequenza di progressione a livello cellulare dettagliata nella clinica.
I sistemi di modelli cellulari e animali esistenti per la ricerca sull'AMD non sono predittivi della patologia umana e del rischio di progressione. Ciò impedisce lo sviluppo di nuovi trattamenti e prevenzioni. Il nostro laboratorio ha contribuito a molte scoperte di alto livello sull'AMD, inclusa la perdita precoce di ampi fotorecettori necessari per la visione notturna.
È stato anche osservato che le macule meglio conservate con retine neurosensoriali attaccate sono direttamente rilevanti per l'imaging clinico OCT. Molte parti della patologia AMD sono diventate visibili con l'OCT clinico che mostra viste trasversali della retina e della coroide. I risultati OCT degli occhi dei donatori umani possono essere confrontati direttamente con i risultati dell'imaging clinico.
Se i laboratori potessero emulare gli standard di imaging clinico utilizzando l'OCT per caratterizzare gli occhi prima dei test e dei risultati di laboratorio come l'espressione genica o la proteomica e sfruttare la sequenza temporale longitudinale dell'imaging clinico per concentrarsi sugli indicatori di rischio più informativi.
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Panoramica
Questo studio si concentra sull'utilizzo della Tomografia a Coerenza Ottica (OCT) per l'imaging della degenerazione maculare legata all'età (AMD) in occhi donatori umani. Impiegando diverse modalità di imaging, inclusi l'imaging a colori e la riflettanza nell'infrarosso vicino, lo studio mira a individuare i cambiamenti patologici associati all'AMD, che interessa la salute della retina e la visione.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Oftalmologia
- Patologia
Sfondo
- La DMAE è una delle principali cause di neurodegenerazione centrale.
- Le tecniche di imaging clinico offrono approfondimenti dettagliati sui cambiamenti retinici.
- I modelli animali e cellulari attuali spesso non sono predittivi dell'evoluzione della DMAE nell'uomo.
- I progressi recenti includono l'approvazione di nuovi farmaci mirati alla fase avanzata della DMAE.
Scopo dello studio
- Convalidare la tomografia a coerenza ottica (OCT) come strumento per una migliore comprensione della patologia della degenerazione maculare legata all'età (AMD).
- Identificare indicatori chiave di rischio per la progressione della AMD mediante imaging longitudinale.
- Potenziare i saggi di laboratorio emulando gli standard di imaging clinico.
Metodi Utilizzati
- OCT, imaging a colori, riflettanza nel vicino infrarosso e autofluorescenza sono stati utilizzati per l'imaging retinico.
- Per il modello biologico sono stati utilizzati occhi umani da donatore.
- Le immagini sono state acquisite e confrontate con i risultati dell'OCT per caratterizzare la DMAE.
- Sono stati seguiti protocolli dettagliati che prevedevano la preparazione del campione e le procedure di imaging.
Risultati principali
- La OCT clinica ha visualizzato efficacemente la progressione della patologia della DMAE.
- I risultati hanno incluso la perdita precoce dei fotorecettori fondamentali per la visione.
- I risultati hanno indicato forti correlazioni tra i reperti della OCT e le effettive condizioni retiniche.
- Le macule meglio preservate erano associate a specifici esiti dell'imaging OCT.
Conclusioni
- Lo studio dimostra l'utilità della OCT nel promuovere la ricerca sulla DMAE.
- Sfruttando dati di imaging clinico, questo approccio potrebbe migliorare i risultati terapeutici.
- I risultati sottolineano l'importanza di un imaging preciso per comprendere le malattie retiniche.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La diagnostica multimodale basata su OCT ex vivo di occhi donati umani consente un allineamento diretto tra i risultati di laboratorio e gli standard di imaging clinico nella ricerca sulla degenerazione maculare legata all'età (AMD). Questo approccio colma il divario traslazionale tra modelli preclinici e patologia umana, sostenendo la fiducia predittiva nella validazione degli obiettivi e nella stratificazione del rischio. L'integrazione di tecniche di imaging di livello clinico nei flussi di lavoro di scoperta migliora le decisioni strategiche per le malattie oculari neurodegenerative.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Permette un'analisi diretta della patologia retinica umana per la riduzione del rischio meccanicistico nella DMLA.
- Supporta la validazione funzionale dei bersagli correlando i risultati molecolari con i fenotipi ottenuti mediante imaging clinico.
- Migliora l'affidabilità predittiva sfruttando l'imaging ex vivo per chiarire i marcatori della progressione della malattia.
Sviluppo di screening e saggi
- Facilita la preparazione di sistemi di tessuto umano validati per analisi molecolari e di imaging successive.
- Standardizza i risultati di imaging rispetto a parametri clinici, migliorando la riproducibilità e il confronto tra analisi.
- Consente la valutazione quantitativa di caratteristiche retiniche come drusen, atrofia e depositi sottoretinali.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea le immagini di laboratorio agli endpoint clinici, supportando lo sviluppo traslazionale di biomarcatori nella degenerazione maculare legata all'età (AMD).
- Garantisce continuità dalla fase di scoperta alla validazione preclinica, registrando volumi di immagini ex vivo e in vivo.
- Riduce i rischi nelle decisioni di avanzamento confermando la presenza di caratteristiche rilevanti per la malattia nei tessuti umani.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo protocollo di imaging posiziona l'analisi dell'occhio umano ex vivo come un ponte tra la scoperta precoce e la ricerca traslazionale nella DMLA, consentendo un confronto diretto tra dati di imaging di laboratorio e clinici.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi e la chiarificazione dei percorsi mediante la visualizzazione della patologia retinica umana a risoluzione cellulare.
- Screening: Fornisce output di imaging standardizzati e quantitativi per la prontezza e la riproducibilità dei saggi.
- Analisi: Offre misurazioni ad alto contenuto delle caratteristiche retiniche per confronti statistici robusti tra diverse fasi della malattia.
- Ricerca traslazionale: Permette l'allineamento dei biomarcatori e la continuità tra set di dati di imaging preclinici e clinici.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce un flusso di lavoro di imaging riutilizzabile applicabile a diversi modelli di malattie oculari.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nella ricerca sulla DMAE.
- Valore operativo: Standardizza i protocolli di imaging e migliora la riproducibilità tra diversi gruppi di ricerca.
- Valore strategico: Orienta le decisioni di avanzamento o interruzione dei progetti e migliora l'efficienza nell'uso del capitale concentrandosi su endpoint clinicamente rilevanti.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione dei bersagli e dei modelli basata sull'adeguamento al rischio per la loro promozione.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nell'imaging oftalmico e nella manipolazione dei tessuti per una conservazione e analisi ottimali.
- Richiede l'accesso a strumentazione avanzata per l'OCT e l'imaging multimodale, dotata di software analitici.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro riguardo ai protocolli di imaging e ai metodi di registrazione dei dati.
- L'adattamento a diversi modelli di malattie oculari potrebbe richiedere modifiche ai protocolli in base al tipo di tessuto e alla patologia.
- La qualità della conservazione e la gestione degli artefatti sono fondamentali per una visualizzazione affidabile della patologia.
