Ex Vivo OCT-gebaseerde multimodale beeldvorming van menselijke donorogen voor onderzoek naar leeftijdsgebonden maculaire degeneratie
26 mei 2023
Laboratoriumtests kunnen gebruikmaken van de prognostische waarde van de longitudinale optische coherentietomografie (OCT) -gebaseerde multimodale beeldvorming van leeftijdsgebonden maculaire degeneratie (AMD). Menselijke donorogen met en zonder AMD worden in beeld gebracht met behulp van OCT, kleur, nabij-infrarood reflectantie scanning laser oftalmoscopie, en autofluorescentie op twee excitatie golflengten voorafgaand aan weefselsectie.
Dit protocol maakt nieuwe behandelingen en preventies mogelijk voor leeftijdsgebonden maculaire degeneratie of AMD. Dit is de grootste ziekte met een centrale neurodegeneratie en toch denken we dat het de meest benaderbare is vanwege de precieze structuur van het oog en de beschikbaarheid van klinische beeldvorming op cellulair niveau van het netvlies. De neovasculaire complicaties van de onderliggende ziekte van AMD zijn al 15 jaar met succes behandeld bij de 15% van de patiënten die het hebben.
Onlangs keurde de FDA het eerste medicijn goed voor het eindstadium van de onderliggende ziekte. Single-cell RNA sequencing heeft het moleculaire repertoire van de meer dan 100 celtypen in het netvlies en ondersteunende choroïdale vasculatuur onthuld. Eye-tracked optische coherentietomografie of OCT heeft ons in staat gesteld om een glimp op te vangen van een gedetailleerde progressiesequentie op cellulair niveau in de kliniek.
Bestaande cel- en diermodelsystemen voor AMD-onderzoek zijn niet-voorspellend voor menselijke pathologie en progressierisico. Dit belemmert de ontwikkeling van nieuwe behandelingen en preventies. Ons lab heeft veel bevindingen op het hoogste niveau over AMD bijgedragen, waaronder het vroege verlies van brede fotoreceptoren die nodig zijn voor nachtzicht.
Er werd ook waargenomen dat beter bewaarde macula's met aangehechte neurosensorische netvliezen direct relevant zijn voor klinische OCT-beeldvorming. Veel delen van AMD-pathologie werden zichtbaar met klinische OCT die dwarsdoorsnedebeelden van het netvlies en het vaatvlies laat zien. De OCT-resultaten van menselijke donorogen kunnen direct worden vergeleken met bevindingen in klinische beeldvorming.
Als laboratoria klinische beeldvormingsstandaarden zouden kunnen emuleren door OCT te gebruiken om ogen te karakteriseren vóór assays en laboratoriumbevindingen zoals genexpressie of proteomics en gebruik te maken van de longitudinale tijdlijn van klinische beeldvorming om zich te concentreren op de meest informatieve risico-indicatoren.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie richt zich op het gebruik van optische coherentietomografie (OCT) voor de beeldvorming van ouderdomsmaculadegeneratie (AMD) in menselijke donoroogbehandelingen. Door gebruik te maken van verschillende beeldvormingsmodaliteiten, waaronder kleurenbeeldvorming en nabij-infraroodreflectie, beoogt de studie de pathologische veranderingen te onthullen die geassocieerd zijn met AMD, wat de gezondheid van het netvlies en het gezichtsvermogen beïnvloedt.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Oogheelkunde
- Pathologie
Achtergrond
- AMD is een vooraanstaande oorzaak van centrale neurodegeneratie.
- Klinische beeldvormingstechnieken bieden gedetailleerde inzichten in retinale veranderingen.
- Huidige dier- en celmodellen zijn vaak niet voorspellend voor de progressie van AMD bij mensen.
- Recente vorderingen omvatten de goedkeuring van nieuwe geneesmiddelen gericht op AMD in een gevorderd stadium.
Doel van de studie
- Om OCT te valideren als instrument voor een beter begrip van de pathologie van AMD.
- Om via longitudinale beeldvorming belangrijke risico-indicatoren voor de progressie van AMD te identificeren.
- Om laboratoriumassays te verbeteren door klinische beeldvormingsstandaarden na te bootsen.
Gebruikte methoden
- Voor de beeldvorming van het netvlies werden OCT, kleurenbeeldvorming, nabij-infraroodreflectantie en autofluorescentie gebruikt.
- Er werd gebruikgemaakt van menselijke donoroog als biologisch model.
- Beelden werden vastgelegd en vergeleken met OCT-bevindingen om AMD te karakteriseren.
- Er werd gebruikgemaakt van gedetailleerde protocollen voor de monsterpreparatie en de beeldvormingsprocedures.
Belangrijkste resultaten
- Klinische OCT visualiseerde de progressie van de AMD-pathologie effectief.
- De bevindingen omvatten het vroege verlies van fotoreceptoren die cruciaal zijn voor het gezichtsvermogen.
- Resultaten wezen op sterke correlaties tussen OCT-bevindingen en de werkelijke retinale condities.
- Beter behouden maculae waren geassocieerd met specifieke resultaten van OCT-beeldvorming.
Conclusies
- De studie demonstreert het nut van OCT bij het bevorderen van AMD-onderzoek.
- Door gebruik te maken van klinische beeldgegevens heeft deze benadering het potentieel om behandelresultaten te verbeteren.
- De resultaten onderstrepen het belang van nauwkeurige beeldvorming bij het begrijpen van netvliesziekten.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Ex vivo multimodale beeldvorming op basis van OCT van menselijke donoroogvloeistoffen maakt het mogelijk om laboratoriumbevindingen direct af te stemmen op klinische beeldvormingsstandaarden in onderzoek naar leeftijdgerelateerde maculadegeneratie (AMD). Deze benadering overbrugt de translationele kloof tussen preklinische modellen en humane pathologie, wat bijdraagt aan de voorspellende betrouwbaarheid bij targetvalidatie en risicostratificatie. De integratie van beeldvorming van klinische kwaliteit in discovery-workflows verbetert de besluitvorming over portfolio's voor neurodegeneratieve oogziekten.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt directe analyse van menselijke retinale pathologie mogelijk voor mechanistische risicoreductie bij AMD.
- Ondersteunt functionele targetvalidatie door moleculaire bevindingen te correleren met klinische beeldvormingsfenotypes.
- Verbetert het voorspellend vertrouwen door ex vivo beeldvorming in te zetten om markers voor ziekteprogressie te verduidelijken.
Screening & Assayontwikkeling
- Faciliteert de preparatie van gevalideerde menselijke weefselsystemen voor downstream moleculaire en imaging-assays.
- Standaardiseert imaging-outputs naar klinische benchmarks, waardoor de reproduceerbaarheid en de vergelijkbaarheid van assays worden verbeterd.
- Maakt kwantitatieve beoordeling van retinale kenmerken mogelijk, zoals drusen, atrofie en subretinale deposities.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt laboratoriumbeeldvorming af met klinische eindpunten, ter ondersteuning van de translationele ontwikkeling van biomarkers bij AMD.
- Biedt continuïteit van discovery tot preklinische validatie door het registreren van ex vivo en in vivo beeldvormingsvolumes.
- Vermindert de risico's bij beslissingen over verdere ontwikkeling door ziekte-relevante kenmerken in menselijk weefsel te bevestigen.
Integratie van Pipeline & Workflow
Dit beeldvormingsprotocol positioneert ex vivo analyse van het menselijk oog als een brug van vroege ontdekking naar translationeel onderzoek bij AMD, waardoor een directe vergelijking tussen laboratorium- en klinische beeldvormingsgegevens mogelijk wordt.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing en het verduidelijken van pathways door menselijke retinale pathologie op cellulaire resolutie te visualiseren.
- Screening: Levert gestandaardiseerde, kwantitatieve imaging-outputs voor assay-gereedheid en reproduceerbaarheid.
- Analytics: Biedt high-content metingen van retinale kenmerken voor robuuste statistische vergelijking tussen verschillende ziektestadia.
- Translational Research: Maakt biomarker-afstemming en continuïteit mogelijk tussen laboratorium- en klinische imaging-datasets.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbare imaging-workflow die toepasbaar is op diverse modellen van oogziekten.
Operationele en ondernemingsbrede impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in AMD-onderzoek.
- Operationele waarde: Standardiseert beeldvormingsprotocollen en verbetert de reproduceerbaarheid tussen onderzoeksteams.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en verbetert de kapitaalefficiëntie door te focussen op klinisch relevante eindpunten.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van targets en modellen voor verdere ontwikkeling mogelijk.
Overwegingen voor Implementatie
- Vereist expertise in oogheelkundige beeldvorming en weefselverwerking voor optimale preservering en analyse.
- Vereist toegang tot geavanceerde OCT- en multimodale beeldvormingsinstrumentatie met analytische software.
- Noodzaak tot standaardisatie van beeldvormingsprotocollen en dataregistratiemethoden tussen teams.
- Aanpassing aan verschillende modellen van oogziekten kan protocolwijzigingen vereisen op basis van weefseltype en pathologie.
- Preserveringskwaliteit en artefactbeheersing zijn cruciaal voor een betrouwbare visualisatie van de pathologie.
