Quantitative Fundus-Autofluoreszenz für die Beurteilung von Netzhauterkrankungen

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

Das retinale Pigmentepithel (RPE) unterstützt die Funktion der sensorischen Netzhaut durch eine Vielzahl von Prozessen ^1. Die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) ist die wichtigste Ursache für unheilbar Blindheit in den Industrieländern und wird durch Veränderungen im RPE gekennzeichnet, einschließlich dem Verlust von Pigment, Funktionsverlust und Atrophie. In AMD und in normalen Alterungs akkumuliert der RPE fluoreszierend, Lysosom abgeleiteten Organellen phagozytierten Photorezeptorfragmente, die als lipofuscin Granulat enthält. Die Anhäufung von RPE Lipofuscin ist gedacht worden oxidative Dysfunktion ¹ , um anzuzeigen, aber neuere Studien haben gezeigt , dass die Morphologie RPE ² in gealterten Augen mit hoher lipofuscin Spiegel normal bleibt. Allerdings abnormale Muster von Lipofuszin Verteilung, insbesondere Verlust von Lipofuszin, werden dokumentiert Marker für AMD und AMD Progression sowohl histologisch und klinisch ^3,4

Defekte Vorarbsingen von RPE Lipofuszin hat auch in bestimmten erbliche Netzhautdegenerationen auftreten gezeigt worden. Patienten , die an Morbus Stargardt leiden (STGD) akkumulieren Lipofuszin im RPE in einem jungen Alter, schließlich Sehverlust ähnlich , dass die Entwicklung bis ⁵ in AMD gesehen. Diese Befunde legen nahe , dass Lipofuszin Akkumulation selbst toxisch sein können und fahren RPE Dysfunktion ^6,7. Allerdings bestätigen eine detaillierte Bildgebung Studie an Probanden mit STGD im Laufe der Zeit nicht , dass fokale Lipofuszin Akkumulation nachfolgenden RPE Verlust führte ^8. Obwohl also Lipofuszin Anomalien Marker für die Netzhautdegenerationen sind, bleibt eine Rolle für die direkte Toxizität von Lipofuszin unbewiesen.

Die RPE ist die posterior Zellschicht der Retina, sondern erzeugt den Großteil der Fluoreszenzsignal von dem Augenhintergrund. Erzeugung und Detektion von Autofluoreszenz (AF) aus dem RPE abgeleitet kann mit konfokalen Scanning-Laser-Ophthalmoskopie (cSLO) durchgeführt werden, die für vi ermöglichtalisierung der räumlichen Verteilung des Fundus AF. Bestimmte Netzhautdegenerationen zeigen charakteristische Muster von Fundus AF und AF-Bildgebung hilft bei der Diagnose und Überwachung dieser Bedingungen. Obwohl Standard-AF-Bildgebung klinisch wichtig ist, hat quantitative AF (qAF) ein wichtiges Mittel zur Beurteilung der RPE Gesundheit. Wir und andere haben einen standardisierten Ansatz entwickelt, der zuverlässig qAF Verhältnisse in bestimmten Netzhautstellen ⁹ bestimmen kann. qAF hat mögliche Anwendungen in der Diagnose und Überwachung von Netzhautbedingungen und auch Verwendung in Prognose und Risikoschichtung aufweisen. Darüber hinaus haben die diagnostischen Fähigkeiten des qAF auch für bestimmte Netzhauterkrankungen ^10-12 beschrieben. Hier stellen wir schrittweise Details für unsere Technik durch eine visuelle Demonstration ihrer Anwendung bei der Bewertung von gesunden und erkrankten Augen begleitet durchführt.

Protocol

Ethikerklärung: Alle in diesen Studien teilnehmenden Patienten wurden durchgeführt, so in Übereinstimmung mit genehmigten Institutional Review Board Aufsicht an der New York University School of Medicine. 1. Patientenauswahl und Erste Vorbereitung für Imaging Hinweis: Die folgenden Materialien werden benötigt: 0,5% Tropicamid ophthalmische Lösung, 2,5% Phenylephrin ophthalmische Lösung, ausgestattet mit cSLO Spektralbereich der optischen Kohärenztomographie…

Representative Results

Diese Technik wurde verwendet , qAF sowohl bei gesunden 13 und Krankheitszuständen 10-12 zu studieren. In gesunden Augen (Abbildung 1), AF von dem RPE emittiert wird , relativ gleichförmig durch den Fundus (1A) verteilt. Verringerter Intensität im zentralen Makularegion gesehen aufgrund von Makulapigment von lichtblockierenden und an den Seiten und Ecken des Bildes durch die Optik des Auges und der Kamera. Die Schiffe erscheinen …

Discussion

Abnormal RPE Lipofuszin Verteilung, ob erhöht oder verringert wird, ist ein empfindlicher Marker der Netzhauterkrankung und wird in der Regel mit dem Verlust der sensorischen Retina-Funktion verbunden. Hier beschreiben wir Anwendung qAF zur Bewertung von RPE Lipofuscin. Der Einbau eines internen Fluoreszenz Referenz für variable Laserleistung und Empfindlichkeit des Detektors ⁹ neben unserer standardisierten Bildgebungstechnik zur Korrektur ermöglicht eine zuverlässige Quantifizierung von NF – Pegel. Unse…

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