Optik koherens tomografi ve Optokinetic yanıt yapısal ve işlevsel görsel sistemin çıktıları fareler ve sıçanlar olarak kullanma
10 Ocak 2019
Yapısal ve görsel dökümanları Rodents optik koherens tomografi ve optokinetic yanıt tarafından değerlendirilmesi için detaylı bir protokol sunulmuştur. Sonuçları Oftalmolojik gibi nörolojik araştırma için değerli bilgiler sağlar.
Bu yöntemler nöroloji ve oftalmoloji alanındaki temel soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir ve çeşitli kemirgen modellerinde çok çeşitli retinopatilerin ve retinal bulguların değerlendirilmesine yardımcı olabilir. Bu tekniklerin en büyük avantajı, noninvaziv boylamsal incelemelerin yapIlebilmektedir, değişkenliği azaltmak ve deneyler için gerekli hayvan sayısını azaltmak. Bu yöntemler, patolojik koşulları araştırmak veya yeni terapötiklerin potansiyel yararLarını değerlendirmek için kullanılabilecek yapı ve fonksiyonun kantitatif in vivo araştırılmasına olanak sağlar.
Ancak, özellikle kemirgen modellerde optik koherens tomografi teknolojisinin uygulanması, özellikle küçük göz boyutu nedeniyle, hala zorlu. Prosedürleri gösteren Michael Dietrich, bizim laboratuvardan bir doktora öğrencisi olacaktır. Kemirgen anestezi sonra, pupillary genişleme için her göz fenilefrin Tropicamide bir damla uygulayın.
Bir dakika sonra fazla göz damlası ıslak silin. Ve göz kurumasını önlemek ve bulanık bir kornea oluşturmak için gözleri metilselüloz bazlı oftalmik jel yağlayın. Sonra göze özel bir kontakt lens yerleştirmek için forceps kullanın.
Satın alma modunu başlatmak için kontrol paneli ekranının sağ köşesindeki Başlat düğmesine basın. Daha sonra, sol gözü niçin görüntüleyip, kemirgenin sol göz ampulünün kameraya dönük olduğundan emin olmak için tutucuyu yerleştirin. Filtre düzeyini R olarak ayarlayın ve yazılımda mavi yansımalar fundus görüntüleme ve B-taraması edinimi için BR ve OCT'yi seçin.
Ardından, kameranın arka tarafındaki odak tonuzunu kullanarak odak mesafesini yaklaşık 38 diyoptriye ayarlayın. Ve okt taraması ekranda görünene kadar retinayı yakınlaştırın. Daha sonra tüm düzlemlerde retinanın ortogonal açısı ile, öğrencinin ortasından bir ışın yolu sağlamak için, ışıklı alanın ortasında optik disk konumlandırın.
Ve tutucuyu döndürerek yatay ve dikey b-taramalarını yatay bir seviyeye ayarlayın. Yazılım ekranında ses tarama modunu seçin ve 50 otomatik gerçek zamanlı izleme yüksek çözünürlük modunda 25 B-taramaları ayarlayın. Optik diskteki ses tonu ızgarasının ortasını ortalayın ve siyah hassasiyet düğmesine basarak satın almaya başlayın ve ardından kontrol panelinde edinin.
Edinme tamamlandıktan sonra, filtre düzeyini kontrol panelindeki A.Select Blue Autofluorescence olarak ayarlayın. Ve duyarlılık tonlasıyla görüntü parlaklığını ayarlayın. Duyarlılık tonuna basın ve ardından floresan hücreleri veya otofloresan mevduatları görüntülemek için edinin.
Birim taramalarının analizi için, taramaüzerine sağ tıklayarak OCT cihazının yazılımının otomatik bölümlemesi kullanılır. Ve Segmentasyon, sonra Tüm Katmanlar seçin. İstenilen tarama çift tıklayarak katmanların manuel düzeltme gerçekleştirin.
Kalınlık Profilini seçin. Ve Katman Bölümlerini Edit'e tıklayın. Her seferinde bir katman seçin.
Ve gerekirse sürükleyerek ve doğru konuma bırakarak kırmızı nokta hareket ettirerek yeşil çizgi düzeltin. Ardından sekme Kalınlık Haritası'nı seçin. 1, 2, 3 milimetrelik ETDRS ızgarasını seçin.
Optik diskteki iç daireyi ortala. Son olarak, farklı retinal sektörler için yazılım tarafından sağlanan kalınlık değerlerinden retina katmanlarının kalınlığını hesaplayın. Birim taramalarından ana kalınlık değerlerini hesaplamak için, optik diski içeren iç bir milimetrelik daire hariç, yaklaşık 25 derecelik bir açıyı kaplayan 1, 2, 3, milimetrelik ETDRS ızgarasının tamamını kullanın.
Kemirgenleri ölçmek için bir platform seçerek başlayın. Yazılımı çift tıklatarak Ayarlar penceresini açın. Yeni Grup'u seçin ve grup adını, konu sayısını, türünü ve suşlarını seçin.
Açılan menüden değişken bir uyarıcı, spatiotemporal frekans, kontrast hassasiyeti, hız veya oryantasyon seçin ve Yeni Grup Oluştur'a basın. Odanın üstündeki kameranın odak halkasını manipüle ederek platforma odaklanın. Ve platformdaki siyah dairenin etrafındaki kırmızı daireyi hizalayarak sistemi kalibre edin.
Daha sonra, platformüzerine kemirgen yerleştirin ve yaklaşık beş dakika boyunca çevreye uyum sağlar. Daha sonra hayvan takip ediyorsa veya takip etmiyorsa, evet için sol oku veya hayır için kareyi seçerek ölçümü başlatın. Değişken uyarıcının yanındaki Yukarı ve Aşağı Oklara tıklayarak uyarıcının adım boyutunu el ile seçin.
Son olarak, Özet sekmesini seçin ve istenen veri kümesini dışa aktarmak için Dosya, Dışa Aktarma Tablosu veya Grafik'e tıklayın. Sonuçlar, iç retina tabakalarının dejenerasyonunun azaldığını göstermektedir. Ve klinik AAE skoru Madde 1 uygulandığında EAE kursu sırasında zayıflatılır.
Ayrıca, OKR 120 günlük bir süre içinde mekansal frekans eşik testi ile ölçülen işlenmemiş MOG EAE fareler ile karşılaştırıldığında madde 1 ile tedavi hayvanların geliştirilmiş bir görme keskinliği ortaya koymaktadır. OCT ölçümleri yaparken, kritik bir adım, kalınlık değerlerinin kalitesini ve tekrarlanabilirliğini sağlamak için retinaile ilgili tüm düzlemlerde lazer ışınının ortogonal yönüdür. OKR tekniği için, hayvanın izleme ve normal davranış hareketleri arasında ayrım, araştırmacı bazı eğitim gerektirir.
Deney grubu için kör olmak önemlidir. Deneysel Otoimmün Ensefalomiyelit bağlamında meydana gelen yapısal ve fonksiyonel hasar bu araştırmalar sonrasında, prosedür de retinopati modelleri de dahil olmak üzere ancak retinopati modelleri ile sınırlı olmamak üzere görme sistemi içeren diğer modellerde yararlı olabilir, veya optik sinir hasarı. Bu teknikler nöroloji ve oftalmoloji alanlarında in vivo araştırmanın önünü açmakta ve klinik çalışmalara kolayca aktarılabilmekte.
Genel Bakış
Bu makale, optik koherens tomografisi (OCT) ve optokinetik yanıt (OKR) kullanarak kemirgen modellerde yapısal ve görsel çıktıların değerlendirilmesi için kapsamlı bir protokol sunmaktadır. Bu noninvaziv teknikler, hem oftalmolojik hem de nörolojik araştırmalara uygulanabilecek bilgiler sağlayarak, daha düşük değişkenlik ve daha az hayvan denekle boylamsal çalışmalar yapılmasına olanak tanır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Oftalmoloji
- Kemirgen Modelleri
Arka Plan
- Çalışma, kemirgenlerde retinopatilerin ve retinal belirtilerin değerlendirilmesine odaklanmaktadır.
- Kemirgen gözlerinin küçük boyutu nedeniyle OCT uygulamasında karşılaşılan zorluklar vurgulanmaktadır.
- OCT ve OKR, retinal yapı ve fonksiyonun in vivo olarak nicel incelenmesini kolaylaştırır.
- Bu yöntemler, potansiyel terapötiklerin değerlendirilmesi ve patolojik durumların anlaşılması için değerli veriler sağlar.
Çalışmanın Amacı
- Kemirgen araştırmalarında OCT ve OKR kullanımı için bir protokol geliştirmek ve uygulamalı olarak göstermek.
- Deneysel otoimmün ensefalomiyelit (EAE) bağlamında yapısal ve fonksiyonel hasarı incelemek.
- Yeni tedavi maddelerinin etkinliğini preklinik modellerde değerlendirmek.
Kullanılan Yöntemler
- OCT ve OKR prosedürleri sırasında konfor sağlamak amacıyla kemirgenlere anestezi uygulandı.
- OCT görüntüleme, özel bir kontak lens ve yüksek çözünürlüklü taramalar için belirlenmiş özel yazılım ayarları kullanılarak gerçekleştirildi.
- OKR platformu, görsel takip yeteneklerini değerlendirmek için çeşitli uyaranların sunulmasını içeriyordu.
- Temel adımlar, güvenilir görüntüleme ve takip sonuçları elde etmek için dikkatli kalibrasyon ve veri toplama prosedürlerini kapsıyordu.
Ana Sonuçlar
- Sonuçlar, tedavi edilen kemirgenlerde iç retinal tabakaların dejenerasyonunun azaldığını göstermiştir.
- Tedavi edilen hayvanlarda, tedavi edilmemiş kontrol grubuna kıyasla görme keskinliğinin arttığı gözlemlenmiştir.
- Veriler, bu tekniklerin retinal değişiklikleri ve görsel fonksiyonu zaman içinde güvenilir bir şekilde ölçebileceğini göstermektedir.
Sonuçlar
- Bu çalışma, OCT ve OKR'nin nöroloji ve oftalmoloji alanındaki in vivo araştırmalar için güçlü araçlar olarak uygulanabilirliğini kanıtlamaktadır.
- Bulgular, retinal patolojilerin daha derinlemesine incelenmesine ve yeni terapötik müdahalelerin değerlendirilmesine olanak tanır.
- Sunulan metodolojiler, klinik araştırma tasarımlarına ve görme sistemi bozukluklarının anlaşılmasına önemli katkılar sağlayabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Yönetici Endüstriyel Uygunluk
Yapısal ve fonksiyonel görsel sistem okumalarının birleştirilmesi, kemirgen modellerde retinal bütünlüğün ve görsel fonksiyonun boylamsal ve kantitatif değerlendirmesine olanak tanıyarak, preklinik nöroloji ve oftalmoloji programlarında mekanistik risk azaltma süreçlerini destekler. Bu çift modlu yaklaşım, nöroprotektif veya hastalık seyri değiştirici terapötiklerin değerlendirilmesi için çevrilebilir uç noktalar sağlarken, deneysel değişkenliği ve hayvan kullanımını azaltır. Söz konusu metodoloji, hastalık modelleri genelinde retinal yapısal değişiklikleri fonksiyonel görsel sonuçlarla ilişkilendirerek, hedef doğrulamadaki öngörü güvenilirliğini artırır.
Biyofarma Ar-Ge'de Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Retinal tabaka kalınlığını nörodejenerasyon veya nöroproteksiyonun yapısal bir biyobelirteci olarak nicelendirerek terapötik hipotezlerin sorgulanmasını sağlar.
- Operasyonel Değer: Görsel yolak modülasyonunda fonksiyonel hedef doğrulamasını destekleyen,leletekrar edilebilir ve noninvaziv yapısal okumalar sağlar.
- Öngörücü Değer: Hedef etkileşimi ve yolak modülasyonu güvenini artırmak için OCT kaynaklı retinal yapısal değişiklikleri, OKR ile ölçülen görme keskinliği ile ilişkilendirir.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Analiz Hazırlığı: Kantitatif in vivo görüntüleme ve davranışsal izleme için standartlaştırılmış OCT ve OKR prosedürlerini oluşturarak güvenilir bileşik taramasına olanak tanır.
- Tekrarlanabilirlik: Retinal yapı ve fonksiyonun boylamsal takibini kolaylaştırarak hayvanlar arası değişkenliği azaltır ve analiz hassasiyetini artırır.
- Ölçeklenebilirlik: Özelleştirilebilir stimülasyon parametreleri ve çalışmalar genelinde tutarlı veri çıktısı için otomatik segmentasyon aracılığıyla yüksek kapasiteli adaptasyonu destekler.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Hastalıkla İlişkisi: Retinal yapısal korumanın fonksiyonel görme iyileşmesi ve klinik semptomların azalmasıyla ilişkilendirerek, otoimmün ensefalomiyelit (EAE) modellerindeki uygulanabilirliği kanıtlar.
- Translasyonel Süreklilik: Uzun süreler boyunca hem retinal nörodejenerasyonu hem de görsel fonksiyon geri kazanımını ölçerek, keşif aşamasından preklinik doğrulamaya bir köprü sağlar.
- Risk Ayarlı İlerleme: İç retinal tabaka dejenerasyonunda madde kaynaklı azalmayı ve 120 gün boyunca iyileşen uzamsal frekans eşiklerini göstererek go/no-go (devam/tamam) kararlarını destekler.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu yöntem; hedef doğrulamadan öncü bileşik belirlemeye ve preklinik etkinlik testlerine kadar uzanan keşif sürecine entegre olarak, biyolojik aktivite ve terapötik potansiyel hakkında bilgi veren yapısal ve fonksiyonel bitiş noktaları sunar.
- Keşif Biyolojisi: Nörodejenerasyon ve nöroproteksiyon modellerinde retinal yapı ve fonksiyonun kantitatif in vivo incelemesini sağlayarak hipotez testlerini destekler.
- Tarama: Görsel sistem analizlerinde güvenilir bileşik değerlendirmesi için analizle hazır, tekrarlanabilir yapısal kalınlık haritaları ve fonksiyonel takip metrikleri sunar.
- Analitik: Koşullar arası karşılaştırmaya ve doz-yanıt analizine olanak tanıyan katmana özgü kalınlık profilleri ve uzamsal frekans eşikleri oluşturur.
- Translasyonel Araştırma: Yapısal retinal korunumu fonksiyonel görme keskinliği geri kazanımı ile ilişkilendirerek, nörolojik hastalık modellerinde biyobelirteç uyumunu ve preklinik sürekliliği destekler.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Birden fazla hastalık endikasyonu ve terapötik modalite genelinde boylamsal görsel sistem değerlendirmesi için yeniden kullanılabilir bir platform oluşturur.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Korele yapısal ve fonksiyonel görsel sistem çıktıları aracılığıyla mekanistik belirsizliği azaltarak öngörü güvenini artırır.
- Operasyonel Değer: Kalibre edilmiş görüntüleme protokolleri ve körleme davranış takip prosedürleri aracılığıyla standardizasyonu ve tekrarlanabilirliği geliştirir.
- Stratejik Değer: Retinal ve görsel fonksiyon değişimlerine dair erken ve translasyonel biyobelirteçler sağlayarak, geç aşama biyolojik riskini azaltır ve git/gitme karar verme sürecini iyileştirir.
- Portföy Etkisi: Preklinik modellerde hem retinal yapısal korumayı hem de görsel fonksiyonel iyileşmeyi gösteren adayların riskten arındırılmış önceliklendirmesine olanak tanır.
Uygulama Hususları
- Güvenilir veri toplama için kemirgenlerle çalışma, oftalmik hazırlık ve OCT/OKR sistemi kullanımı konularında uzmanlık gerektirir.
- Küçük kemirgen göz boyutuna uyum sağlamak ve ışın hizalamasını garanti altına almak için özelleştirilmiş tutuculara, kontakt lenslere ve kalibre edilmiş görüntüleme sistemlerine dayanır.
- Siteler veya çalışmalar arasında tutarlılığı korumak için anestezi, dilatasyon, lubrikasyon ve görüntüleme protokollerinin ekipler arası standartlaştırılmasını gerektirir.
- Türler ve suş modelleri arasındaki OKR testlerinde farklı uyaran parametrelerinin (uzaysal-zamansal frekans, kontrast, hız) adaptasyon değerlendirmelerini içerir.
- Gerçek optokinetik takibi normal davranışsal hareketlerden ayırt etmek ve değerlendirme sırasında körlemeyi sağlamak için araştırmacı eğitiminin gerekliliği gibi pratik sınırlamaları kapsar.
