Ex Vivo Мультимодальная визуализация донорских глаз человека на основе ОКТ для исследования возрастной макулярной дегенерации
26 мая 2023 г.
Лабораторные анализы могут использовать прогностическую ценность мультимодальной визуализации возрастной макулярной дегенерации (ВМД) на основе продольной оптической когерентной томографии (ОКТ). Донорские глаза человека с ВМД и без нее визуализируются с помощью ОКТ, цветной, сканирующей лазерной офтальмоскопии ближнего инфракрасного диапазона с отражением и аутофлуоресценции на двух длинах волн возбуждения перед разделением ткани.
Этот протокол позволяет использовать новые методы лечения и профилактики возрастной макулярной дегенерации или ВМД. Это крупнейшее заболевание с центральной нейродегенерацией, и все же мы считаем, что оно наиболее доступно из-за точной структуры глаза и наличия клинической визуализации сетчатки на клеточном уровне. Неоваскулярные осложнения основного заболевания ВМД успешно лечатся в течение 15 лет у 15% пациентов, у которых она есть.
Недавно FDA одобрило первый препарат для терминальной стадии основного заболевания. Секвенирование одноклеточной РНК выявило молекулярный репертуар более 100 типов клеток сетчатки и поддерживающей сосудистой сети хориоидеи. Оптическая когерентная томография с отслеживанием глаз или ОКТ позволила нам увидеть подробную последовательность прогрессирования на клеточном уровне в клинике.
Существующие клеточные и животные модельные системы для исследований ВМД не являются предикторами патологии человека и риска прогрессирования. Это препятствует разработке новых методов лечения и профилактики. Наша лаборатория внесла много первоклассных открытий о ВМД, включая раннюю потерю широких фоторецепторов, необходимых для ночного видения.
Также было замечено, что лучше сохранившиеся макулы с прикрепленными нейросенсорными сетчатками имеют непосредственное отношение к клинической ОКТ-визуализации. Многие части патологии ВМД стали видны при клинической ОКТ, которая показывает поперечные виды сетчатки и сосудистой оболочки. Результаты ОКТ донорских глаз человека можно напрямую сравнить с результатами клинической визуализации.
Если бы лаборатории могли подражать стандартам клинической визуализации, используя ОКТ для характеристики глаз перед анализами и лабораторными данными, такими как экспрессия генов или протеомика, и использовать продольную временную шкалу клинической визуализации, чтобы сосредоточиться на наиболее информативных показателях риска.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
Данное исследование посвящено использованию оптической когерентной томографии (ОКТ) для визуализации возрастной макулярной дегенерации (ВМД) в донорских глазах человека. Применяя различные режимы визуализации, включая цветное изображение и ближнюю инфракрасную рефлектометрию, авторы исследования стремятся выявить патологические изменения, связанные с ВМД, которая негативно влияет на состояние сетчатки и зрение.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронаука
- Офтальмология
- Патология
Теоретическое введение
- ВМД является основной причиной центральной нейродегенерации.
- Методы клинической визуализации позволяют детально изучить изменения в сетчатке.
- Современные клеточные модели и модели на животных часто не позволяют предсказать прогрессирование ВМД у людей.
- Последние достижения включают одобрение новых препаратов для лечения поздних стадий ВМД.
Цель исследования
- Валидация ОКТ как инструмента для более глубокого понимания патологии ВМД.
- Выявление ключевых индикаторов риска прогрессирования ВМД с помощью лонгитюдной визуализации.
- Совершенствование лабораторных анализов путем имитации стандартов клинической визуализации.
Используемые методы
- Для визуализации сетчатки использовались ОКТ, цветная съемка, ближняя инфракрасная рефлектометрия и аутофлуоресценция.
- В качестве биологической модели использовались глаза доноров-людей.
- Изображения были получены и сопоставлены с данными ОКТ для характеристики ВМД.
- Соблюдались подробные протоколы, включающие подготовку образцов и процедуры визуализации.
Основные результаты
- Клиническая ОКТ эффективно визуализировала прогрессирование патологии ВМД.
- Результаты включали раннюю потерю фоторецепторов, имеющих критическое значение для зрения.
- Результаты указали на сильную корреляцию между данными ОКТ и фактическим состоянием сетчатки.
- Лучшая сохранность макулы была связана с конкретными результатами ОКТ-визуализации.
Выводы
- Данное исследование демонстрирует полезность ОКТ в развитии исследований ВМД.
- Использование данных клинической визуализации делает этот подход перспективным для улучшения результатов лечения.
- Результаты подчеркивают важность точной визуализации для понимания заболеваний сетчатки.
Часто задаваемые вопросы
Промышленная значимость для руководителей
Мультимодальная визуализация донорских глаз человека ex vivo на основе ОКТ позволяет напрямую соотнести лабораторные данные с клиническими стандартами визуализации при исследовании возрастной макулярной дегенерации (ВМД). Этот подход сокращает трансляционный разрыв между доклиническими моделями и патологией человека, повышая прогностическую достоверность валидации мишеней и стратификации рисков. Интеграция визуализации клинического уровня в рабочие процессы поиска новых терапевтических средств оптимизирует принятие решений по формированию портфеля препаратов для лечения нейродегенеративных заболеваний глаз.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Обеспечивает возможность прямого исследования патологии сетчатки глаза человека для механистического снижения рисков при ВМД.
- Поддерживает функциональную валидацию мишеней путем сопоставления молекулярных данных с фенотипами клинической визуализации.
- Повышает прогностическую достоверность за счет использования визуализации ex vivo для уточнения маркеров прогрессирования заболевания.
Скрининг и разработка анализа
- Облегчает подготовку валидированных систем тканей человека для последующих молекулярных и визуализационных анализов.
- Стандартизирует результаты визуализации в соответствии с клиническими эталонами, повышая воспроизводимость и сопоставимость анализов.
- Позволяет проводить количественную оценку особенностей сетчатки, таких как друзы, атрофия и субретинальные отложения.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает согласованность лабораторных методов визуализации с клиническими конечными точками, поддерживая разработку трансляционных биомаркеров при ВМД.
- Обеспечивает преемственность от этапа открытия до доклинической валидации путем регистрации объемов визуализации ex vivo и in vivo.
- Снижает риски при принятии решений о дальнейшем продвижении исследования за счет подтверждения признаков, имеющих значение для заболевания, в тканях человека.
Интеграция в конвейер и рабочий процесс
Данный протокол визуализации представляет анализ человеческого глаза ex vivo в качестве связующего звена между ранними этапами открытий и трансляционными исследованиями ВМД, что позволяет проводить прямое сравнение данных лабораторной и клинической визуализации.
- Открывающая биология: обеспечивает проверку гипотез и уточнение путей передачи сигналов за счет визуализации патологии сетчатки человека с клеточным разрешением.
- Скрининг: предоставляет стандартизированные количественные результаты визуализации для обеспечения готовности и воспроизводимости анализа.
- Аналитика: обеспечивает высокосодержательные измерения характеристик сетчатки для надежного статистического сравнения на разных стадиях заболевания.
- Трансляционные исследования: позволяют согласовать биомаркеры и обеспечить преемственность между лабораторными и клиническими наборами данных визуализации.
- Корпоративное использование: устанавливает многократно используемый рабочий процесс визуализации, применимый к различным моделям заболеваний глаз.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает точность прогнозирования и снижает механистическую неопределенность в исследованиях ВМД.
- Операционная ценность: стандартизирует протоколы визуализации и повышает воспроизводимость результатов между исследовательскими группами.
- Стратегическая ценность: служит основанием для принятия решений о целесообразности дальнейшей разработки и повышает эффективность использования капитала за счет сосредоточения внимания на клинически значимых конечных точках.
- Влияние на портфель: позволяет осуществлять приоритезацию мишеней и моделей для дальнейшего продвижения с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуются экспертные знания в области офтальмологической визуализации и работы с тканями для их оптимального сохранения и анализа.
- Необходим доступ к передовому оборудованию для ОКТ и мультимодальной визуализации с соответствующим аналитическим программным обеспечением.
- Требуется межкомандная стандартизация протоколов визуализации и методов регистрации данных.
- Адаптация для различных моделей заболеваний глаз может потребовать модификации протокола в зависимости от типа ткани и патологии.
- Качество консервации и контроль артефактов имеют решающее значение для надежной визуализации патологии.
