La textura de la retina podría proporcionar un biomarcador temprano de la enfermedad de Alzheimer
Una imagen de fluorescencia de las capas de la retina tomadas con un microscopio confocal de ratones salvajes sanos (derecha) y ratones criados genéticamente para mostrar síntomas de la enfermedad de Alzheimer (izquierda). El verde representa los depósitos de amiloide que se cree que se correlacionan con la enfermedad de Alzheimer. Crédito: Ge Song, Universidad de Duke
Ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke han ideado un nuevo dispositivo de imágenes capaz de medir tanto el grosor como la textura de las diversas capas de la retina en la parte posterior del ojo. El avance podría usarse para detectar un biomarcador de la enfermedad de Alzheimer, lo que podría ofrecer un sistema generalizado de alerta temprana para la enfermedad.
Los resultados aparecen en línea el 13 de mayo en la revista Scientific Reports.
«Investigaciones anteriores han observado un adelgazamiento de la retina en pacientes con Alzheimer, pero al agregar una técnica de dispersión de luz a la medición, he encontrado que la capa de fibras nerviosas de la retina también es más áspera y más desordenada», dijo Adam Wax, profesor de ingeniería biomédica en Duke. «Nuestra esperanza es que podamos usar esta información para crear un dispositivo de detección fácil y económico que no solo esté disponible en el consultorio de su médico, sino también en lugares como su farmacia local».
Diagnósticos de Actualmente, la enfermedad de Alzheimer solo se produce después de que un paciente comienza a mostrar síntomas de deterioro cognitivo. Incluso entonces, la única forma de determinar definitivamente que el Alzheimer fue la causa es con resonancias magnéticas y tomografías por emisión de positrones costosas o mediante una autopsia. Pero si el progreso de la enfermedad se puede detener mediante intervenciones tempranas como medicamentos y ejercicio mental, los pacientes pueden tener una calidad de vida mucho mejor. Es por eso que los investigadores están buscando biomarcadores que puedan usarse como señales de advertencia tempranas de la enfermedad.
Uno de estos biomarcadores potenciales proviene de la retina, que es literalmente una extensión del cerebro y parte del sistema nervioso central. sistema. Investigaciones anteriores han demostrado que la enfermedad de Alzheimer puede provocar cambios estructurales en la retina, sobre todo un adelgazamiento de las capas internas de la retina.
«La retina puede proporcionar un fácil acceso al cerebro y su adelgazamiento puede ser indicativo de una disminución en la cantidad de tejido neural, lo que puede significar que la enfermedad de Alzheimer está presente», dijo Wax.
Sin embargo, otras enfermedades como el glaucoma y la enfermedad de Parkinson también pueden causar un adelgazamiento de la retina. Los resultados de las pruebas inconsistentes también pueden provenir de las diferencias entre las máquinas que se usan con más frecuencia para este tipo de mediciones, los dispositivos de tomografía de coherencia óptica (OCT) y cómo los usan los investigadores.
ratones (arriba) y ratones que han sido criados genéticamente para mostrar síntomas de la enfermedad de Alzheimer (abajo). La capa superior de la retina de los ratones con enfermedad de Alzheimer es claramente más delgada. Crédito: Ge Song, Universidad de Duke
En el nuevo artículo, Wax y su estudiante de posgrado Ge Song muestran que la capa superior de neuronas en la retina de un modelo de ratón con enfermedad de Alzheimer muestra un cambio en su textura estructural. En combinación con los datos sobre los cambios en el grosor de esta capa, la nueva medición podría resultar un biomarcador de la enfermedad de Alzheimer de más fácil acceso.
«Nuestro nuevo enfoque puede medir la rugosidad o la textura de la capa de fibras nerviosas de la retina interna», dijo Song. «Puede proporcionar una forma rápida y directa de medir los cambios estructurales causados por la enfermedad de Alzheimer, lo que tiene un gran potencial como biomarcador de la enfermedad».
La OCT es el análogo óptico de la ecografía. Funciona enviando ondas de luz a los tejidos y midiendo cuánto tardan en volver. Si bien es una técnica de imágenes extremadamente útil que se usa comúnmente para hacer una amplia gama de diagnósticos, tiene limitaciones.
Para recopilar más datos, Wax y Song agregaron una medida llamada interferometría de baja coherencia resuelta en ángulo (una /LCI), que utiliza los ángulos de la luz dispersada para recopilar más información sobre la estructura del tejido. Al combinar las dos mediciones, los investigadores pueden extraer información estructural y de espesor sobre cada capa de la retina.
«Las mediciones de a/LCI complementan las mediciones de espesor para mejorar la utilidad potencial de más biomarcadores cuantitativos para el Alzheimer «, dijo Canción. «No se puede obtener información estructural y de textura sobre la retina solo con OCT. Se necesitan ambas modalidades de imágenes. Esa es la innovación clave».
Los investigadores ahora están trabajando para incorporar esta capacidad adicional en un modelo de bajo costo. costo del sistema OCT que Wax está desarrollando a través de una empresa derivada llamada Lumedica. Mientras que las máquinas OCT tradicionales pesan más de 60 libras, ocupan un escritorio completo y cuestan entre $50,000 y $120,000, el diseño de Wax pesa cuatro libras, tiene aproximadamente el tamaño de una lonchera y Wax espera que se venda por menos de $15,000.
La clave del diseño de Wax es una pieza impresa en 3D que usa simetría para compensar las inconsistencias mecánicas que pueden surgir en los dispositivos OCT tradicionales debido a cosas tan pequeñas como un cambio sutil en la temperatura. Song también ha estado trabajando en un prisma rotacional impreso en 3D, lo que permite que el a/LCI escanee toda la retina.
«Estamos entusiasmados porque esta investigación muestra una nueva forma de usar lentes de bajo costo». Tecnologías OCT además de la simple detección de enfermedades tradicionales de la retina», dijo Wax. «Si podemos usar estos dispositivos como una ventana a los primeros signos de enfermedades neurodegenerativas, tal vez podamos ayudar a las personas a ingresar a un programa de tratamiento de intervención temprana antes de que sea demasiado tarde».
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Tecnología de imágenes retinales para la detección temprana de la enfermedad de Alzheimer Más información: Ge Song et al, Multimodal Coherent Imaging of Retinal Biomarkers of Alzheimer’s Disease in a Mouse Model, Scientific Reports ( 2020). DOI: 10.1038/s41598-020-64827-2 Información de la revista: Informes científicos
Proporcionado por la Universidad de Duke Cita: La textura de la retina podría proporcionar un biomarcador temprano de la enfermedad de Alzheimer ( 2020, 14 de mayo) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-retinal-texture-early-biomarker-alzheimer.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.