Quantitative Fundus autofluorescenza per la valutazione delle patologie retiniche

Summary

The retinal pigment epithelium (RPE) supports the sensory retina through recycling visual cycle byproducts, which accumulate as lipofuscin. These products are autofluorescent and can be qualitatively imaged in vivo. Here, we describe a method to quantitatively image RPE lipofuscin using confocal scanning laser ophthalmoscopy.

Abstract

The retinal pigment epithelium (RPE) is juxtaposed to the overlying sensory retina, and supports the function of the visual system. Among the tasks performed by the RPE are phagocytosis and processing of outer photoreceptor segments through lysosome-derived organelles. These degradation products, stored and referred to as lipofuscin granules, are composed partially of bisretinoids, which have broad fluorescence absorption and emission spectra that can be detected clinically as fundus autofluorescence with confocal scanning laser ophthalmoscopy (cSLO). Lipofuscin accumulation is associated with increasing age, but is also found in various patterns in both acquired and inherited degenerative diseases of the retina. Thus, studying its pattern of accumulation and correlating such patterns with changes in the overlying sensory retina are essential to understanding the pathophysiology and progression of retinal disease. Here, we describe a technique employed by our lab and others that uses cSLO in order to quantify the level of RPE lipofuscin in both healthy and diseased eyes.

Introduction

L'epitelio pigmentato retinico (RPE) supporta la funzione della retina sensoriale attraverso numerosi processi ^1. Età degenerazione maculare (AMD) è la causa più importante di cecità incurabile nei paesi industrializzati ed è caratterizzata da cambiamenti nella RPE, tra cui la perdita di pigmento, perdita della funzione e atrofia. In AMD ed in normale invecchiamento, l'RPE accumula fluorescenti, organelli lisosomi-derivati ​​contenenti frammenti di fotorecettori fagocitati, di cui come granuli di lipofuscina. L'accumulo di RPE lipofuscina è stato pensato per indicare ossidativo disfunzioni ^1, ma recenti studi hanno dimostrato che la morfologia RPE rimane normale negli occhi età con elevati livelli di lipofuscina ^2. Marcatori Tuttavia, i modelli anormali di distribuzione lipofuscina, in particolare la perdita di lipofuscina, sono documentate per la progressione di AMD e AMD, sia istologicamente e clinicamente ^3,4

proces difettosicantare di RPE lipofuscina è stato dimostrato anche che si verifichi in certe degenerazioni retiniche ereditarie. I pazienti affetti da malattia di Stargardt (STGD) si accumulano lipofuscina nel RPE in giovane età, alla fine lo sviluppo di perdita della vista simile a quello visto in AMD ^5. Questi risultati hanno suggerito che l'accumulo di lipofuscina stessa può essere tossico e guidare RPE disfunzioni ^6,7. Tuttavia, uno studio di imaging dettagliata di soggetti con STGD nel corso del tempo non ha confermato che l'accumulo di lipofuscina focale ha portato alla conseguente perdita RPE ^8. Quindi, anche se le anomalie lipofuscina sono marcatori per degenerazioni retiniche, un ruolo per tossicità diretta di lipofuscina ancora da dimostrare.

La RPE è la più strato di cellule posteriore della retina, ma genera la maggior parte del segnale fluorescente dal fondo oculare. Generazione e rilevamento di autofluorescenza (AF) derivato dal RPE possono essere eseguite utilizzando ophthalmoscopy scansione laser confocale (cSLO), che consente visualization della distribuzione spaziale di AF fondo. Alcune degenerazioni retiniche mostrano modelli distintivi del fondo oculare AF, e aiuti di imaging AF nella diagnosi e nel monitoraggio di queste condizioni. Sebbene l'imaging standard di AF è clinicamente importante, AF quantitativa (Qaf) è diventato un importante mezzo per valutare la salute RPE. Noi e altri hanno sviluppato un approccio standardizzato che può determinare in modo affidabile i livelli di Qaf a specifiche posizioni della retina ^9. Qaf ha potenziali applicazioni nella diagnosi e nel monitoraggio delle condizioni della retina, e può anche avere utilità nella prognosi e stratificazione del rischio. Inoltre, la capacità diagnostica di Qaf sono anche stati descritti per certi disturbi della retina ^10-12. Qui, forniamo dettagli graduale per eseguire la nostra tecnica accompagnata da una dimostrazione visiva della sua applicazione nella valutazione di occhi sani e malati.

Protocol

Etica Dichiarazione: Tutti i pazienti arruolati in questi studi sono stati fatti così in conformità approvato revisione istituzionale di Vigilanza presso la New York University School of Medicine. 1. selezione dei pazienti e preparazione iniziale per l'imaging Nota: Sono necessari i seguenti materiali: 0.5% soluzione oftalmica tropicamide, 2,5% soluzione oftalmica fenilefrina, cSLO dotato di dominio spettrale tomografia a coerenza ottica (SD-OCT), e il riferi…

Representative Results

Questa tecnica è stata utilizzata per studiare QaF in entrambi i sani e 13 di malattia stati 10-12. In occhi sani (Figura 1), AF emessa dal RPE è distribuito in modo relativamente uniforme in tutto il fondo (Figura 1A). intensità ridotta è visto nella regione maculare centrale dovuto al blocco della luce da pigmento maculare, e ai lati ed angoli dell'immagine dovuto l'ottica dell'occhio e fotocamera. Vasi appaiono sc…

Discussion

Anormale distribuzione lipofuscina RPE, sia aumentato o diminuito, è un marcatore sensibile della malattia retinica ed è generalmente associata a perdita di funzione retina sensitiva. Qui, descriviamo l'applicazione di Qaf per la valutazione dei RPE lipofuscina. Costituzione di un riferimento fluorescente interna per correggere per la variabile potenza del laser e rilevatore di sensibilità ⁹ a fianco della nostra tecnica di imaging standardizzata consente una quantificazione affidabile dei livelli di A…

Materials

Spectralis HRA + OCT	Heidelberg Engineering	n/a
0.5% tropicamide ophthalmic solution	n/a	n/a	Any brand can be used
2.5% phenylephrine ophthalmic solution	n/a	n/a	Any brand can be used
Internal fluorescent reference	Heidelberg Engineering	n/a
IGOR Pro software	WaveMetrics	n/a