Suche
Mein Konto
Een nieuwe beeldvormingsaanpak zou de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor oogziekten kunnen helpen versnellen
Onderzoekers hebben een eenvoudige en snelle methode ontwikkeld voor het uitvoeren van optoretinografie, een beeldvormingstechniek die door licht geïnduceerde functionele activiteit in het netvlies van het oog meet, het netwerk van neuronen aan de achterkant van het oog dat verantwoordelijk is voor het detecteren van licht en het initiëren van zicht. Netvliesziekten zoals maculaire degeneratie en diabetische retinopathie treffen meer dan 50 procent van de mensen boven de 60 jaar in de Verenigde Staten. Deze ziekten beïnvloeden de functie van het netvlies op een manier die het gezichtsvermogen vermindert en, indien onbehandeld, tot blindheid kan leiden. De nieuwe aanpak zou de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor oogziekten kunnen helpen versnellen. De …
Een nieuwe beeldvormingsaanpak zou de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor oogziekten kunnen helpen versnellen
Onderzoekers hebben een eenvoudige en snelle methode ontwikkeld voor het uitvoeren van optoretinografie, een beeldvormingstechniek die door licht geïnduceerde functionele activiteit in het netvlies van het oog meet, het netwerk van neuronen aan de achterkant van het oog dat verantwoordelijk is voor het detecteren van licht en het initiëren van zicht. Netvliesziekten zoals maculaire degeneratie en diabetische retinopathie treffen meer dan 50 procent van de mensen boven de 60 jaar in de Verenigde Staten. Deze ziekten beïnvloeden de functie van het netvlies op een manier die het gezichtsvermogen vermindert en, indien onbehandeld, tot blindheid kan leiden. De nieuwe aanpak zou de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor oogziekten kunnen helpen versnellen.
Optoretinografie heeft doorgaans gebruik gemaakt van zeer dure apparatuur waarvoor meerdere experts nodig waren, terwijl tegelijkertijd enorme hoeveelheden gegevens werden geproduceerd waarvoor uitgebreide computerbronnen nodig waren. We hebben een manier gevonden om het goedkoper en sneller te maken.”
Ravi Jonnal, onderzoeksteamleider, Universiteit van Californië, Davis
Jonnal en collega's rapporteren hun nieuwe aanpak, die zij op snelheid gebaseerde optoretinografie noemen, in Optica, het tijdschrift voor onderzoek met grote impact van de Optica Publishing Group. Ze demonstreren ook het vermogen van de methode om de retinale respons bij drie gezonde vrijwilligers te meten.
"Hoewel op snelheid gebaseerde optoretinografie artsen potentieel nauwkeurigere en eerdere informatie zou kunnen bieden over functieverlies in het netvlies, zal de eerste echte impact waarschijnlijk liggen in het versnellen van klinische onderzoeken naar nieuwe behandelingen voor netvliesziekten", zegt Jonnal, die enkele van de eerste optoretinografische metingen uitvoerde als afgestudeerde student in het laboratorium van Don Miller aan de Universiteit van Indiana. “Als we kunnen zien of de netvliesfunctie sneller verbetert of verslechtert dan met traditionele tests zoals ooggrafieken, zal dit de ontwikkeling van behandelingen aanzienlijk versnellen.”
Vormveranderingen volgen
Optoretinografie detecteert subtiele veranderingen in de vorm van neuronen die signalen in het netvlies produceren of doorgeven. Tot nu toe hebben Jonnal en andere onderzoekers adaptieve optica en optische coherentietomografie (OCT) gebruikt om deze neuronen in het levende, bewegende oog te visualiseren en te volgen, en vervolgens bewegingscorrectie-algoritmen toegepast om de beelden te stabiliseren en de functionele respons te extraheren. Dit kostbare en tijdrovende proces vereist het oplossen en volgen van de locatie van individuele celkenmerken en het gebruik van die locaties om te bepalen of de cel van vorm is veranderd.
"Als we een van onze adaptieve optische systemen gebruiken om optoretinografische metingen uit te voeren, kan het experiment gemakkelijk een halve dag duren en resulteren in een terabyte aan gegevens om te verwerken," zei Jonnal. “Het verwerken van de gegevens om er een functioneel signaal uit te halen zal nog minstens een dag of twee duren.”
Om de noodzaak te vermijden om individuele neuronen op te sporen en te volgen, wilden Jonnal en collega's kijken of ze in plaats daarvan de snelheid of snelheid konden meten waarmee de neuronen van het netvlies ten opzichte van elkaar bewegen. "We geloofden dat zelfs als de locaties van de kenmerken van cel tot cel zouden variëren, de snelheid waarmee ze ten opzichte van elkaar bewogen sterk gecorreleerd zou zijn tussen cellen", zei Jonnal. “Dat bleek waar te zijn.”
Meten van bewegende neuronen
Om op snelheid gebaseerde optoretinografie uit te voeren, hebben onderzoekers een nieuwe OCT-camera ontwikkeld waarmee één enkele operator beelden kan vastleggen vanaf meer locaties in het netvlies dan mogelijk is met andere optoretinografiebenaderingen.
De onderzoekers demonstreerden hun nieuwe techniek door metingen te verzamelen van drie gezonde vrijwilligers. Ze waren in staat om in slechts tien minuten gegevens van elke patiënt te verzamelen en die gegevens binnen 2 tot 3 minuten te verwerken en de resultaten beschikbaar te stellen. Ze toonden aan dat de functionele optoretinografische responsen gemeten met de eenvoudige benadering, geschaald met de gebruikte lichtstimulusdosis en dat de dosis-stimulusrespons reproduceerbaar was binnen en tussen vrijwilligers.
Ze plannen nu experimenten die erop gericht zijn de gevoeligheid van de techniek voor ziektegerelateerde disfunctie aan te tonen. Jonnal werkt ook samen met artsen van de Universiteit van Californië, Davis, om het te gebruiken voor beeldvorming van patiënten en om de resultaten van onderzoeken naar stamceltherapieën en gentherapiebehandelingen voor erfelijke netvliesziekten te helpen interpreteren. De onderzoekers willen de nieuwe optoretinografiebenadering ook graag toepassen op diermodellen van netvliesziekten.
Bron:
Referentie:
Vienola, KV, et al. (2022) Op snelheid gebaseerde optoretinografie voor klinische toepassingen. Optiek. doi.org/10.1364/OPTICA.460835.
.