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Articolo metodologico

Valutazioni strutturali in vivo della malattia oculare in modelli di roditori mediante tomografia a coerenza ottica

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DOI:

10.3791/61588

24 luglio 2020

In questo articolo

Sommario

Qui, descriviamo l'uso della tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) per visualizzare strutture retiniche e oculari in vivo in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.

Abstract

La tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) è utile per visualizzare le strutture retiniche e oculari in vivo. Nella ricerca, SD-OCT è uno strumento prezioso per valutare e caratterizzare i cambiamenti in una varietà di modelli di malattie e lesioni retiniche e oculari. Nei modelli di degenerazione retinica indotta dalla luce, SD-OCT può essere utilizzato per tracciare l'assottigliamento dello strato di fotorecettore nel tempo. Nei modelli di glaucoma, SD-OCT può essere utilizzato per monitorare la diminuzione dello strato di fibre nervose retiniche e lo spessore totale della retina e per osservare la coppettazione del nervo ottico dopo aver indotto ipertensione oculare. Nei roditori diabetici, SD-OCT ha aiutato i ricercatori a osservare una diminuzione dello spessore retinico totale e una diminuzione dello spessore di specifici strati retinici, in particolare lo strato di fibre nervose retiniche con progressione della malattia. Nei modelli murini di miopia, SD-OCT può essere utilizzato per valutare i parametri assiali, come le variazioni della lunghezza assiale. I vantaggi di SD-OCT includono l'imaging in vivo delle strutture oculari, la capacità di tracciare quantitativamente i cambiamenti nelle dimensioni oculari nel tempo, la sua rapida velocità di scansione e alta risoluzione. Qui, descriviamo in dettaglio i metodi di SD-OCT e mostriamo esempi del suo utilizzo nel nostro laboratorio in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia. I metodi includono l'anestesia, l'imaging SD-OCT e l'elaborazione delle immagini per le misurazioni dello spessore.

Introduzione

La tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) è una modalità di imaging precisa e ad alta risoluzione che consente a medici e ricercatori di esaminare le strutture oculari in modo non invasivo. Questa tecnica di imaging si basa sull'interferometria per catturare immagini retiniche tridimensionali in vivo su scala micrometrica 1,2. È diventata una delle modalità di imaging più frequentemente utilizzate nella ricerca visiva e nella clinica a causa della facile individuazione e accuratezza di caratteristiche patologiche come difetti strutturali e / o assottigliamento degli strati retinici e del li....

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Protocollo

Tutte le procedure descritte sono state approvate dall'Atlanta Veterans Affairs Institutional Animal Care and Use Committee e conformi alla guida del National Institutes of Health per la cura e l'uso degli animali da laboratorio (NIH Publications, 8aedizione, aggiornata nel 2011).

NOTA: il sistema SD-OCT utilizzato per sviluppare il protocollo riportato di seguito è descritto nella tabella dei materiali. Sebbene alcune procedure siano specifiche di questo particolare sistema, l'approccio globale può essere adattato ad altri dispositivi OCT e modelli animali. Inoltre, nel nostro laboratorio, questi protocolli sono....

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Risultati

SD-OCT è considerato di successo se si ottengono immagini di alta qualità in modo tale che le dimensioni oculari possano essere misurate in modo affidabile. Qui, una varietà di usi di SD-OCT sono illustrati utilizzando modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.

In un modello di degenerazione retinica indotta dalla luce (LIRD), l'esposizione alla luce intensa (10.000 lux) induce la degenerazione delle cellule fotorecettrici nella retina9.......

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Discussione

L'imaging ad alta risoluzione delle strutture oculari in vivo consente di valutare i cambiamenti retinici e oculari nel tempo. In questo protocollo, SD-OCT ha dimostrato di catturare le differenze nelle strutture oculari in vivo in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.

L'aspetto più critico quando si esegue SD-OCT è ottenere un'immagine chiara della retina o di un'altra struttura oculare di interesse. È importante prendersi del tempo per assicurarsi che l.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Questo lavoro è stato supportato dal Department of Veterans Affairs Rehab R&D Service Career Development Awards (CDA-1, RX002111; CDA-2; RX002928) a RSA, Merit Award (RX002615) e Research Career Scientist Award (RX003134) a MTP, Career Development Award (CDA-2, RX002342) ad AJF, EY028859 a MTP, NEI Core Grant P30EY006360, Research to Prevent Blindness e Foundation Fighting Blindness.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
1% tropicamideSandoz Sandoz#6131403550; NDC- 24208-585-59
0,5% tetracainaAlconNDC 0065-0741-12
AIM-RAS G3 120 VLeica Bioptigen90-AIMRAS-G3-120Piattaforma specializzata per contenere la testa scanner OCT per topi
Celluvisc gelREFRESH CELLUVISC#4554; NDC-0023-4554-30
G3 18 mm Obiettivo telecentricoLeica Bioptigen90-BORE-G3-18
G3 Obiettivo del mouseLeica Bioptigen90-BORE-G3-M
G3 Obiettivo per rattiLeica Bioptigen90-BORE-G3-R
Cuscinetto riscaldanteFabbricazione11-1130
Software InVivoVueLeica BioptigenSoftware specializzato che si abbina al sistema Leica Bioptigen SD-OCT
Programma dimodellazione matematicaMATLAB Mathworks
Kit mouse/rattoLeica Bioptigen90-KIT-M/RSistema di allineamento topo/ratto per roditori
soluzione salinaADDIPAK200-39
System Envisu R4300 VHR 120 VSistema Leica Bioptigen90-R4300-V1-120SD-OCT

Riferimenti

  1. Wojtkowski, M., et al. Ultrahigh-resolution, high-speed, Fourier domain optical coherence tomography and methods for dispersion compensation. Optics Express. 12 (11), 2404-2422 (2004).
  2. Nassif, N., et al.

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Ristampe e permessi

Tag

Misurazione dello spessore retinicoModelli di malattie oculariImaging dell occhio di roditoriOCT a dominio spettraleStrato delle fibre nervose retinicheMisurazione della lunghezza assialeExcavazione del nervo otticoValutazione della retinopatia diabeticaMonitoraggio della progressione del glaucoma