Kvantitativ Fundus autofluorescence for Evaluering av retinal sykdommer

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

Den retinal pigment epitel (RPE) støtter funksjonen av sensoriske netthinnen gjennom en rekke prosesser ^1. Aldersrelatert macula degenerasjon (AMD) er den viktigste årsaken til botemiddel blindhet i industrialiserte land og er preget av endringer i RPE, inkludert tap av pigment, tap av funksjon og atrofi. I AMD og i normal aldring, akkumulerer RPE fluorescerende, lysosom-avledede organeller som inneholder fagocytterte fotoreseptoren fragmenter, referert til som Lipofuscin granuler. Oppbyggingen av RPE lipofuscin har vært antatt å indikere oksidativt dysfunksjon ^en, men nyere studier har vist at RPE morfologi forblir normalt i alderen øynene med høy Lipofuscin nivå ^2. Men unormale mønstre av lipofuscin distribusjon, spesielt tap av lipofuscin, er dokumentert markører for AMD og AMD progresjon, både histologisk og klinisk ^3,4

defekte processing av RPE lipofuscin har også vist seg å forekomme i visse arve retinal degenerasjon. Pasienter som lider av Stargardt sykdom (STGD) akkumuleres lipofuscin i RPE i ung alder, til slutt utvikle synstap lik som hos AMD ^5. Disse funnene antydet at lipofuscin akkumulering kan i seg selv være giftig og kjøre RPE dysfunksjon ^6,7. Men gjorde en detaljert avbildning studie av pasienter med STGD over tid ikke bekrefte at fokus lipofuscin akkumulering førte til påfølgende RPE tap ^8. Derfor, selv om Lipofuscin abnormiteter er markører for retinal degeneration, en rolle for direkte toksisitet av lipofuscin fortsatt uprøvd.

RPE er den mest bakre celle laget av retina, men genererer de fleste fluorescerende signal fra den okulær fundus. Generering og deteksjon av autofluorescens (AF) avledet fra RPE kan utføres ved hjelp av konfokal laser-skanning ophthalmoscopy (cSLO), som gjør det mulig for visualization av den romlige fordelingen av fundus AF. Visse retinal degeneration demonstrere karakteristiske mønstre av fundus AF og AF imaging hjelpemidler i diagnostisering og overvåking av disse forholdene. Selv om standard AF bildebehandling er klinisk viktig, har kvantitative AF (QAF) blitt et viktig virkemiddel for å vurdere RPE helse. Vi og andre har utviklet en standardisert tilnærming som sikkert kan avgjøre QAF nivåene på bestemte retinal steder ^9. QAF har potensielle bruksområder i diagnostisering og overvåking av retinal forhold, og kan også ha nytte i prognose og risiko lagdeling. I tillegg har de diagnostiske mulighetene QAF også blitt beskrevet for visse retinasykdom ^10-12. Her gir vi trinnvise detaljer for å utføre vår teknikk ledsages av en visuell demonstrasjon av sin søknad i evalueringen av friske og syke øyne.

Protocol

Etikk Uttalelse: Alle pasienter som deltok i disse studiene ble gjort det i samsvar med godkjente Institutional Review Board tilsyn ved New York University School of Medicine. 1. Pasient Utvalg og innledende forberedelse til Imaging Merk: Følgende materialer kreves: 0,5% tropikamid øyedråper, 2,5% fenylefrin øyedråper, cSLO utstyrt med spektral domene optisk koherens tomografi (SD-oktober), og intern fluorescens referanse. Før bildebehandling, ri…

Representative Results

Denne teknikken ble brukt til å studere QAF både hos friske 13 og sykdomstilstander 10-12. Hos friske øyne (figur 1), blir AF avgis fra RPE fordeles forholdsvis jevnt over hele fundus (figur 1A). Redusert intensitet er sett i den sentrale macula regionen på grunn av blokkering av lyset ved macular pigment, og på sidene og hjørnene av bildet på grunn av optikk i øyet og kamera. Fartøy er mørke og bør være i klart fokus p?…

Discussion

Unormal RPE lipofuscin fordeling, enten økes eller reduseres, er et følsomt markør for retinal sykdom og er vanligvis forbundet med tap av sensoriske retina funksjon. Her beskriver vi bruk av QAF for evaluering av RPE lipofuscin. Innlemmelse av en intern fluorescerende referanse til rette for variabel laser makt og detektorfølsomhet ⁹ sammen med våre standardiserte avbildningsteknikk muliggjør pålitelig kvantifisering av AF nivåer. Det er vårt mål at denne metoden vil hjelpe i diagnostisering og ove…

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