Avaliações estruturais in vivo de doenças oculares em modelos de roedores utilizando tomografia de coerência óptica

A tomografia de coerência óptica de domínio espectral é uma ferramenta valiosa para obter imagens de estruturas oculares in vivo e para rastrear mudanças nas dimensões oculares ao longo do tempo em uma variedade de modelos de doenças oculares. Usamos SDOCT para medir a espessura da retina em modelos de degeneração retiniana na retinopatia diabética, espessura da retina e ventosa em um modelo de glaucoma e comprimento axial em um modelo de miopia. A técnica SDOCT é direta, mas a prática é fundamental para obter boas imagens.

E experimentar diferentes protocolos é importante para determinar qual protocolo melhor se adapta a cada necessidade de pesquisa. Demonstrando o procedimento estará Andrew Feola, investigador principal do Centro de Reabilitação Visual e Neurocognitiva. Comece abrindo o software de tomografia de coerência óptica de domínio espectral e inserindo o estudo de aquisição e as informações do braço de tratamento.

Na guia Exame do paciente, clique em examinador de teste e selecione o nome do examinador. Clique em Nome do estudo para definir o estudo e abra a guia Estudo para adicionar um novo estudo ou modificar os tratamentos em um estudo existente. Clique à direita de Selecionar braço de tratamento para selecionar um braço de tratamento.

Para adicionar um novo ponto de tempo para um grupo inteiro, clique em Adicionar paciente. Na janela, insira o número de identificação, nome e sobrenome. Selecione o sexo do paciente e a data de nascimento.

Para adicionar os ratos individuais, clique em Adicionar exame. Para identificar os ratos, clique em um exame e clique em Editar exame. Insira o número de identificação na caixa Inserir anotações e clique em Salvar alterações.

Em seguida, conecte a lente adequada ao dispositivo. Selecione a configuração correspondente no software e disque a posição do braço de referência associada. Na guia Exame do paciente, clique duas vezes no exame destacado para prosseguir para a guia Imagem e iniciar a geração de imagens.

Para carregar um protocolo de varredura predefinido, clique em Selecionar um protocolo na lista. Para modelos de ratos de glaucoma e retinopatia diabética, selecione uma predefinição que consiste em dois OD e dois OS, para as varreduras oculares direita e esquerda, respectivamente. Depois de colocar o rato anestesiado em um sistema de alinhamento de roedores, aplique lubrificante nos olhos do animal.

Pouco antes de fazer a imagem, use um lenço delicado para eliminar o excesso de solução salina e use dois movimentos rotacionais do sistema de alinhamento de roedores para posicionar o rato de forma que o olhar fique na horizontal e olhando para baixo do eixo da lente de tomografia de coerência óptica. Use o modo Free Run para orientar a retina para coleta de dados. Em seguida, use o modo Aim para uma exibição contínua das varreduras B horizontais e verticais em tempo real.

Mova a cabeça de varredura para mais perto do olho até que a retina fique visível e use o sistema de alinhamento de roedores para ajustar a posição do animal até que a cabeça do nervo óptico fique visível no centro. Faça a varredura horizontal horizontal e a varredura vertical vertical. Ajuste a distância de trabalho de forma que a imagem da retina fique plana e não curvada e ajuste a posição do braço de referência para manter a imagem perto da parte superior da janela de exibição.

Para imagens retinianas de modelos de glaucoma, degeneração retiniana e retinopatia diabética, defina uma varredura de volume de três por três milímetros que consiste em varreduras de 1.000 A por 100 varreduras B por 1 varredura B repetida para média. Centralize o nervo óptico nos eixos horizontal e vertical para que a varredura de volume fique no centro reto ao longo dos eixos nasal, temporal e superior e inferior. Clique em Instantâneo para tirar uma foto e clique em Salvar para salvar a imagem.

Obtenha uma varredura radial centrada na cabeça do nervo óptico que é 1.000 varreduras A por 4 varreduras B por 20 varreduras B repetidas. E use as varreduras B repetidas para aumentar a clareza da imagem do olho ou da retina para facilitar a interpretação das regiões do olho ou camadas da retina durante a análise dos dados. Em seguida, salve a imagem e repita a varredura para o olho contralateral.

Para o pós-processamento das imagens, abra o programa de software de modelagem matemática apropriado. Para processar a retina, selecione as varreduras de tomografia de coerência óptica a serem carregadas e clique para definir o centro da cabeça do nervo óptico. O programa irá gerar linhas verticais que definem as distâncias em ambos os lados da cabeça do nervo óptico.

Na retina de ratos, essas linhas estão a 0,5 e 1,2 milímetros do centro da cabeça do nervo óptico, com um total de quatro linhas verticais representando os eixos nasal, temporal e inferior e superior do olho, dependendo da varredura radial B atualmente analisada. Ao longo de cada linha, delineie a camada de fibras nervosas da retina, a camada plexiforme interna, a camada nuclear interna, a camada plexiforme externa, a camada nuclear externa, a membrana limitante externa, os segmentos interno e externo, o epitélio pigmentar da retina e a espessura total da retina. Quando todas as camadas tiverem sido delineadas, exporte as medidas para uma planilha para análise de dados.

Imagens de tomografia de coerência óptica de domínio espectral representativo revelam uma camada nuclear externa mais fina, que contém os corpos celulares fotorreceptores nas retinas de camundongos BALB/c de degeneração retiniana induzida por luz em comparação com camundongos controle não danificados. Depois de quantificar a espessura da camada retiniana, uma diferença significativa entre camundongos com degeneração retiniana não danificada e induzida por luz é observada para a espessura total da retina, espessura da camada nuclear externa e espessura do segmento interno e externo. No modelo de hipertensão ocular, observa-se uma remodelação distinta na cabeça do nervo óptico, incluindo ventosa do nervo óptico após oito semanas.

A quantificação da espessura da camada de fibras nervosas da retina após oito semanas de hipertensão ocular revela um afinamento significativo em comparação com as medições basais. A imagem das retinas de um modelo de rato diabético e de animais de controle Wistar revela que, às seis semanas de idade, a camada de fibras nervosas da retina e a espessura total da retina são reduzidas em ratos diabéticos em comparação com ratos Wistar na retina periférica, com as maiores diferenças observadas nos quadrantes inferior e temporal da retina. O comprimento axial do olho em um modelo de miopia em camundongos é visivelmente maior do que o observado em olhos selvagens aos 84 dias de idade.

Esses dados oculares míopes são de um camundongo sem um gene do relógio, sugerindo que os genes do relógio contribuem para o desenvolvimento da miopia. A medição de estruturas oculares com SDOCT pode ser usada em conjunto com outros ensaios, como eletrorretinograma e resposta optomotora, para detectar mudanças sutis ao longo do tempo em muitos modelos de doenças oculares.