Kvantitativ Fundus autofluorescens för utvärdering av retinala sjukdomar

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

Näthinnans pigmentepitel (RPE) stödjer funktionen av den sensoriska näthinnan genom många processer ^1. Åldersrelaterad makuladegeneration (AMD) är den viktigaste orsaken till behandlingsbar blindhet i industriländerna och kännetecknas av förändringar i RPE, inklusive förlust av pigment, förlust av funktion och atrofi. I AMD och i normalt åldrande, RPE ackumulerar fluorescerande, lysosom härledda organeller som innehåller fagocyterade fotoreceptor-fragment, benämnda lipofuscin granuler. Ansamlingen av RPE lipofuscin har ansetts indikera oxidativ dysfunktion ^1, men nyare studier har visat att RPE morfologi är normal i åldern ögon med hög lipofuscin nivå ^2. Men onormala mönster av lipofuscin distribution, särskilt förlust av lipofuscin, dokumenteras markörer för AMD och AMD progression, både histologiskt och kliniskt ^3,4

defekta processjunga om RPE lipofuscin har också visat sig förekomma i vissa ärvda retinala degeneration. Patienter som lider av Stargardts sjukdom (STGD) samlas lipofuscin i RPE vid en ung ålder, så småningom utveckla synförlust liknar den som ses i AMD ^5. Dessa fynd tyder på att lipofuscin ackumulering kan själv vara giftiga och köra RPE dysfunktion ^6,7. Men en detaljerad bildanalysstudie av patienter med STGD tiden inte bekräfta att fokus lipofuscin ackumulering ledde till efterföljande förlust RPE ^8. Därför, även om lipofuscin abnormiteter är markörer för retinal degeneration, en roll direkt toxicitet lipofuscin fortfarande oprövad.

RPE är den mest bakre cellskiktet av näthinnan, men genererar huvuddelen av fluorescerande signal från den okulära fundus. kan utföras generering och detektering av autofluorescens (AF) härledd från RPE med användning av konfokal scanning laser oftalmoskopi (cSLO), vilket möjliggör VIsualization av den geografiska fördelningen av ögonbotten AF. Vissa retinala degeneration visar tydliga mönster av ögonbotten AF och AF imaging hjälpmedel i diagnos och övervakning av dessa villkor. Även standard AF avbildning är kliniskt viktig, har kvantitativ AF (QAF) blivit ett viktigt medel för att bedöma RPE hälsa. Vi och andra har utvecklat en standardiserad metod som på ett tillförlitligt sätt kan bestämma QAF nivåer vid specifika retinal platser ^9. QAF har potentiella tillämpningar vid diagnos och övervakning av retinala betingelser, och kan också ha användbarhet vid prognos och riskstratifiering. Dessutom har de diagnostiska funktionerna i QAF också beskrivits för vissa näthinnesjukdom ^10-12. Här ger vi stegvisa uppgifter för att utföra vår teknik tillsammans med en visuell demonstration av dess tillämpning i utvärderingen av friska och sjuka ögon.

Protocol

Etik uttalande: Alla patienter som ingick i dessa studier gjordes detta i enlighet med godkända Institutional Review Board tillsyn på New York University School of Medicine. 1. Patient urval av och inledande Förberedelse för Imaging Obs: Följande material behövs: 0,5% tropikamid oftalmisk lösning, 2,5% fenylefrin ögondroppar, cSLO utrustad med spektral domän optisk koherens tomografi (SD-oktober), och intern fluorescens referens. Före avbildn…

Representative Results

Denna teknik användes för att studera QAF både hos friska 13 och sjukdomstillstånd 10-12. Hos friska ögon (Figur 1), AF avges från RPE fördelas relativt jämnt över hela fundus (Figur 1A). Minskad intensitet ses i centrala makula regionen på grund av blockering av ljus genom macular pigment, och på sidorna och hörn av bilden på grund av ögats optik och kamera. Fartygen är mörka och bör vara i tydligt fokus på väl f…

Discussion

Onormal RPE lipofuscin distribution, vare sig ökas eller minskas, är en känslig markör för näthinnesjukdom och förknippas i allmänhet med förlust av sensorisk näthinnan funktion. Här beskriver vi tillämpa QAF för utvärdering av RPE lipofuscin. Inkorporering av en intern fluorescerande referens för att korrigera för variabel lasereffekt och detektorkänsligheten ⁹ tillsammans med våra standardiserade avbildningsteknik medger en tillförlitlig kvantifiering av AF nivåer. Det är vårt mål att…

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