Zastosowanie optycznej koherentnej tomografii do mysiego modelu retinopatii
January 12th, 2022
Tutaj opisujemy technikę obrazowania in vivo wykorzystującą optyczną koherentną tomografię ułatwiającą diagnozę i ilościowy pomiar retinopatii u myszy.
Optyczna koherentna tomografia jest szeroko stosowana w diagnostyce klinicznej różnych chorób siatkówki, ale nadal jest trudna do zastosowania w modelach mysich. Protokół ten opisuje, jak postępować z techniką OCT u zwierząt. Technologia ta może być stosowana u zwierząt o różnych rozmiarach gałek ocznych.
Umożliwia nieinwazyjne obrazowanie przekroju poprzecznego siatkówki w wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym, wraz z ilościowymi pomiarami grubości siatkówki. OCT pomaga w diagnostyce retinopatii, identyfikując cechy zmiany, takie jak lokalizacja, zakres, kształt i wielkość zmian, a także wszystkie podejrzewane nieprawidłowości siatkówki, takie jak neowaskularyzacja siatkówki. Protokół ten ma zastosowanie do badań na zwierzętach lub chorób dna oka, w tym chorób siatkówki.
Przed rozpoczęciem zabiegu przygotuj się i postępuj zgodnie z protokołem krok po kroku. Wykonaj eksperyment, gdy zwierzę jest znieczulone. Po odrobinie praktyki powinno być w stanie uzyskać dobrej jakości obrazy OCT.
Aby rozpocząć, włącz komputer i uruchom oprogramowanie. Kliknij przycisk programu testowego, aby zakończyć program testowy. Następnie włącz termostat i podgrzej go do 37 stopni Celsjusza.
Po przetestowaniu programu uruchom procedurę modułu OCT. Utwórz nowy temat i uzupełnij informacje o myszy. Następnie rozgrzej koc elektryczny i przykryj go ręcznikami chirurgicznymi.
Umieść znieczuloną mysz na platformie koca elektrycznego i natychmiast pokryj oba oczy medycznym żelem hialuronianu sodu. Następnie umieść soczewkę kontaktową 100D na rogówce myszy tak, aby wklęsła strona dotykała żelu hialuronianu sodu na powierzchni rogówki. Następnie umieść mysz na małej platformie zwierzęcej urządzenia cSLO o stałej temperaturze.
Wyreguluj kąt soczewki kontaktowej za pomocą kleszczyków, aby źrenica znajdowała się pośrodku soczewki. Dostosuj regulacje głowy, aby oko było skierowane prosto przed siebie. Kliknij przycisk OCT, wybierz moduł myszy i uruchom program cSLO.
Następnie za pomocą dźwigni sterującej powoli przesuwaj ustawioną soczewkę w kierunku soczewki kontaktowej. Dokonaj dalszych korekt, aby wyrównać obraz bieguna przednio-tylnego, centrując go na głowie nerwu wzrokowego. Następnie uruchom program OCT i klikaj pasek postępu w górę iw dół, aż pojawi się obraz OCT.
Dostosuj minimalny zakres od 0 do 20 i maksymalny zakres od 40 do 60. Następnie dostosuj zaprogramowaną odległość obiektywu i kierunek położenia, aż do uzyskania idealnego obrazu OCT. Wybierz pozycję skanowania, przesuwając standardową linię w cSLO.
Następnie kliknij średnią, aby nałożyć sygnał obrazu cSLO i OCT i kliknij przycisk strzału, aby uzyskać obraz SLO OCT. Po eksperymencie wyjmij soczewkę kontaktową 100D i nałóż żel do oczu z lewofloksacyną, aby chronić rogówkę. Aby skorygować stratyfikację siatkówki, kliknij test obciążenia w interfejsie OCT i wywołaj obrazy OCT z wyskakującego okienka.
Następnie kliknij dwukrotnie obraz w kontenerze multimediów, aby wyświetlić go na ekranie. Następnie kliknij wykrywanie warstw, aby zakończyć automatyczne nakładanie warstw na siatkówce. Po zaznaczeniu linii podziału po obu stronach warstwy przygotowanej do analizy, kliknij edytuj warstwę, aby dostosować odstępy i ograniczyć zakres.
Następnie zmodyfikuj linię, przesuwając czerwone kółko. Aby zmierzyć grubość laminacji siatkówki, kliknij przycisk znacznika pomiaru i wybierz linię podziału warstwy, która ma być analizowana, aby wyświetlić granicę warstwy na obrazie OCT. Następnie wybierz opcję Połącz z warstwą i pozostań w kontakcie w ruchu.
Następnie wybierz obszar, w którym chcesz wyświetlić wyniki i kliknij pozycję do analizy na obrazie OCT, aby pojawiła się linia pomiaru. Kliknij następną kolumnę, aby wyświetlić kolejne pomiary i wyświetlić poprzednie dane. Aby zmierzyć pełną grubość siatkówki, wybierz linię pierwszą i linię siódmą z listy w prawym górnym rogu.
Następnie, od momentu pojawienia się struktury siatkówki na krawędzi brodawki wzrokowej, zmierz cztery wartości w odstępach 200 mikrometrów na linijce poziomej. Obrazy OCT myszy C57BL/6 wykazały różne warstwy siatkówki z wyraźnym rozgraniczeniem. Natomiast myszy z nokautem Vldlr wykazywały nieprawidłowe zmiany hiperrefleksyjne.
Obrazy OCT pokazały kilka środkowych pasm odblaskowych na powierzchniach siatkówki myszy z nokautem Vldlr. Pasma te przylegały do naczynia siatkówki, co jest zgodne z charakterystyką OCT niepełnego odwarstwienia ciała szklistego. Jedna zmiana hiperrefleksyjna pojawiła się w przestrzeni podsiatkówkowej i rozprzestrzeniła się na zewnętrzną warstwę jądrową, ale nie przebiła się przez zewnętrzną warstwę splotowatą.
Wygląd OCT tej zmiany był zgodny z wynikami patologicznymi. Sekcja patologiczna wykazała, że neowaskularyzacja przebiła się przez warstwę nabłonka barwnikowego siatkówki, wewnętrzne i zewnętrzne segmenty fotoreceptorów oraz zewnętrzną błonę ograniczającą, atakując zewnętrzną warstwę jądrową, ale nie zewnętrzną warstwę splotowatą. Inne pasmo zmiany hiperrefleksyjnej, zlokalizowane w przestrzeni podsiatkówkowej, nie obejmowało zewnętrznej warstwy jądrowej.
Zgodnie z ustaleniami patologicznymi, ta neowaskularyzacja podsiatkówkowa nie przebiła się przez zewnętrzną błonę ograniczającą. Porównanie grubości siatkówki prawego oka w kierunku skroniowym, nosowym, górnym i dolnym tylnego bieguna między dwiema grupami wykazało, że grubość siatkówki myszy z nokautem Vldlr była znacznie niższa niż myszy C57BL / 6J. Podczas wykonywania protokołu należy prawidłowo umieścić soczewkę kontaktową 100D na rogówce, a następnie wyregulować położenie obrazu.
Wybierz miejsce skanowania i nałóż obraz przed zrobieniem zdjęcia. Po tej procedurze możliwe jest wykonanie OCT przedniego odcinka, co wymaga zmiany odległości między wstępnie ustawioną soczewką a rogówką. Może pokazywać rogówkę, przednią komorę, tęczówkę, ciało rzęskowe i soczewkę.
Technika ta stanowi ważne narzędzie do badań nad retinopatią na małych modelach zwierzęcych, promując nieinwazyjne wykrywanie i pomiar retinopatii w badaniach podstawowych.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł opisuje technikę obrazowania in vivo za pomocą tomografii koherencyjnej (OCT) do diagnozowania i ilościowego pomiaru retinopatii u myszy. Protokół opisuje zarządzanie OCT w modelach zwierzęcych, umożliwiając nieinwazyjne i wysokiej rozdzielczości obrazowanie siatkówki.
Kluczowe komponenty badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Oftalmologia
- Techniki obrazowania
Tło
- OCT jest powszechnie stosowany w warunkach klinicznych do diagnozowania chorób siatkówki.
- Zastosowanie w modelach mysich było wyzwaniem.
- Technika pozwala na obrazowanie struktur siatkówki w czasie rzeczywistym.
- Zapewnia ilościowe pomiary grubości siatkówki i cech zmian.
Cel badania
- Aby ułatwić diagnozowanie retinopatii u myszy.
- Aby zapewnić protokół do stosowania OCT w różnych modelach zwierzęcych.
- Aby poprawić rozumienie nieprawidłowości siatkówki.
Stosowane metody
- Tomografia koherencji optycznej do obrazowania struktur siatkówki.
- Ninwazyjne podejście do obrazowania.
- Real-time obrazowanie przekrojowe siatkówki.
- Ilościowa ocena grubości siatkówki i zmian.
Główne wyniki
- Identyfikacja cech zmian takich jak lokalizacja i wielkość.
- Wykrywanie nowoutworzenia naczyń siatkówki i innych nieprawidłowości.
- Skuteczne zastosowanie OCT w różnych rozmiarach gałek ocznych u zwierząt.
- Poprawione możliwości diagnostyczne retinopatii w ustawieniach badawczych.
Wnioski
- Technika OCT jest skuteczna w diagnozowaniu retinopatii u myszy.
- Ten protokół może być stosowany w różnych badaniach na zwierzętach.
- Zapewnia cenné narzędzie do rozumienia chorób siatkówki.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Noninvasive, high-resolution retinal imaging in mouse models using optical coherence tomography (OCT) enables quantitative assessment of retinopathy, supporting early-stage target validation and mechanistic de-risking in ophthalmic drug discovery. The ability to measure retinal thickness and detect neovascularization in vivo enhances predictive confidence and translational continuity from preclinical models to clinical endpoints. This capability is critical for portfolio decisions in retinal disease programs where robust, reproducible biomarkers are required.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative interrogation of retinal pathology in genetically engineered mouse models.
- Supports functional target validation by correlating genotype with retinal structural changes.
- Facilitates mechanistic de-risking through noninvasive detection of neovascularization and retinal thinning.
- Provides reproducible, objective readouts for hypothesis-driven research in ophthalmic indications.
Screening & Assay Development
- Delivers standardized, quantitative retinal thickness measurements for assay development.
- Enables reproducible imaging workflows suitable for cross-study comparisons and compound screening.
- Supports scalability and platform reuse across diverse small animal models.
- Prepares validated biological systems for downstream efficacy and safety evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical imaging biomarkers with clinical OCT endpoints for translational continuity.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on in vivo retinal pathology quantification.
- Supports disease-relevant model selection and validation for retinal drug programs.
- Provides mechanistic insight into disease progression and therapeutic response.
Pipeline & Workflow Integration
OCT-based retinal imaging integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis testing, quantitative phenotyping, and translational biomarker development in mouse models of retinopathy.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification and biological de-risking through in vivo lesion characterization.
- Screening: Provides assay-ready, quantitative imaging outputs for compound evaluation.
- Analytics: Delivers reproducible measurements of retinal thickness and lesion features for statistical comparison.
- Translational Research: Bridges preclinical and clinical endpoints via OCT-based biomarkers.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging platform for ongoing ophthalmic R&D initiatives.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in retinal disease models.
- Operational Value: Standardizes imaging protocols and enhances reproducibility across studies.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making and capital efficiency in ophthalmic portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of retinal drug candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal handling and ophthalmic imaging techniques.
- Demands access to specialized OCT instrumentation and image analysis software.
- Necessitates cross-team standardization of imaging protocols and data interpretation.
- May require adaptation for different animal models or retinal disease phenotypes.
- Image quality and measurement accuracy depend on operator proficiency and protocol adherence.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:37
Instrument Startup and Testing
2:10
Placement of the Mouse
2:50
cSLO, OCT, and End of the Experiment
4:05
Retinal Stratification Correction and Measurement of Retinal Lamination Thickness and Full Retinal Thickness
5:36
Results: OCT Imaging to Detect Retinal Lesions in Vldlr Knockout Mice
7:18
Conclusion
