新しいイメージング手法は、眼疾患の新しい治療法の開発を加速するのに役立つ可能性があります



研究者は、オプトレチノグラフィーを実行する簡単で迅速な方法を開発しました。これは、眼の網膜における光誘発機能活動を測定するイメージング技術であり、光を検出して視覚を開始する役割を担う、眼の後ろにあるニューロンのネットワークです。 米国では 60 歳以上の人の 50% 以上が、黄斑変性症や糖尿病性網膜症などの網膜疾患に罹患しています。 これらの病気は網膜の機能に影響を与え、視力を低下させ、治療しないと失明に至る可能性があります。 新しいアプローチは、眼疾患の新しい治療法の開発を加速するのに役立つ可能性があります。

通常、オプトレチノグラフィーは非常に高価な機器を使用しており、複数の専門家が操作する必要があり、膨大な計算リソースを必要とする膨大な量のデータを生成することもありました。 私たちはそれをより安く、より奇抜にする方法を考案しました。」


Ravi Jonnal 氏、カリフォルニア大学デービス校研究チーム リーダー

Jonnal とその同僚は、Optica Publishing Group の影響力の大きい研究のためのジャーナルである Optica で、速度に基づく光網膜撮影法と呼ばれる新しいアプローチを報告しています。 彼らはまた、3人の健康な被験者の網膜反応を測定する方法の能力を示しています.

「速度ベースのオプトレチノグラフィーは、臨床医に網膜の機能喪失に関するより正確で早期の情報を提供する可能性がありますが、その最初の実際の影響は、網膜疾患の新しい治療法の臨床試験を促進することである可能性が高いです」インディアナ大学のドン・ミラーの研究室で博士課程の学生として最初の光網膜検査測定を行いました。 「網膜機能が改善しているか悪化しているかを、視力検査などの従来の検査よりも早く検出できれば、治療法の開発が大幅に加速されるでしょう。」

形状変化の追跡

オプトレチノグラフィーは、網膜で信号を生成または伝達するニューロンの形状のわずかな変化を検出します。 これまで、Jonnal と他の研究者は、補償光学と光コヒーレンストモグラフィー (OCT) を使用して、生きている動いている眼のこれらのニューロンを視覚化して追跡し、次に運動補正アルゴリズムを適用して画像を安定させ、機能的反応を抽出してきました。 このコストと時間のかかるプロセスでは、個々の細胞の特徴の位置を解決して追跡し、それらの位置を使用して細胞の形状が変化したかどうかを判断する必要があります。

「当社の適応光学システムの 1 つを使用してオプトレチノグラフィ測定を行う場合、実験は簡単に半日かかり、処理が必要なテラバイトのデータが得られる可能性があります」と Jonnal 氏は述べています。 「データを処理して機能的なシグナルを抽出するには、少なくともあと 1 日か 2 日かかります。」

個々のニューロンを解決して追跡する必要を回避するために、Jonnal と同僚は、代わりに、網膜ニューロンが互いに相対的に移動する速度または速度を測定できるかどうかを確認したいと考えました。 「特徴の位置が細胞ごとに異なっていても、それらが互いに相対的に移動する速度は、細胞間で高度に相関すると考えられました」と Jonnal 氏は述べています。 「これは正しいことが証明されました。」

動くニューロンの測定

速度ベースのオプトレチノグラフィーを実行するために、研究者は新しい OCT カメラを開発しました。これにより、1 人のオペレーターが他のオプトレチノグラフィーのアプローチよりも網膜のより多くの場所から画像を収集できます。

研究者は、それを使用して 3 人の健康なボランティアから測定値を収集することにより、新しい技術を実証しました。 各患者からわずか 10 分でデータを取得し、そのデータを処理して 2 ~ 3 分以内に結果を入手することができました。 彼らは、単純なアプローチで測定された機能的な光網膜記録反応が、使用された光刺激用量でスケーリングされ、用量刺激反応がボランティア内およびボランティア間で再現可能であることを示しました。

彼らは現在、疾患関連の機能障害に対するこの技術の感受性を実証することを目的とした実験を計画しています。 Jonnal はまた、カリフォルニア大学デービス校の臨床医と協力して、患者のイメージングに使用し、遺伝性網膜疾患に対する幹細胞療法および遺伝子療法治療の試験結果の解釈を支援しています。 研究者はまた、網膜疾患の動物モデルに新しいオプトレチノグラフィーのアプローチを適用したいと考えています。

ソース:

ジャーナルの参照:

ビエノラ、KV、他。 (2022) 臨床応用のための速度ベースの視神経検査。 オプティカ。 doi.org/10.1364/OPTICA.460835。



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