Недавнее исследование показало, что микроструктура внутреннего плексиформного слоя (ВПС) может быть важным биомаркером для ранней диагностики и мониторинга заболеваний, влияющих на синаптическое здоровье в этом слое, включая глаукому. Визуализация стала возможной благодаря коммерчески доступной оптической когерентной томографии (ОКТ) и полуавтоматической программе сегментации. Таковы данные первых соавторов исследования — доктора медицины Виктора СМС Корреи (Victor SMC Correa, MD) и доктора медицины Марии Эмфиетзоглу (Maria Emfietzoglou, MD).


Исследователи представляют исследовательскую лабораторию сетчатки имени Инес и Фредрика Йеттс (Ines and Fredrick Yeatts Retina Research Laboratory) при Массачусетском глазном и ушном госпитале (Mass Eye and Ear) и Гарвардской медицинской школе (Harvard Medical School) в Бостоне. Исследование проводилось под руководством доктора медицины, доктора философии Деметриоса Г. Вавваса (Demetrios G. Vavvas, MD, PhD), профессора офтальмологии имени Солмана и Лайб Фридмана (Solman and Libe Friedman Professor of Ophthalmology) из той же лаборатории, а также доктора медицины Александра Харониса (Alexander Charonis, MD) из глазного института Athens Vision Eye Institute (Афины, Греция). В настоящее время доктор Корреа является ординатором-офтальмологом в Университете Миссури-Канзас-Сити (University of Missouri-Kansas City).


«Старение негативно влияет на здоровье синапсов, а синаптическая дисфункция способствует развитию различных глазных заболеваний, таких как глаукома, и нейродегенеративных расстройств, включая болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Передовые технологии визуализации, особенно спектральная ОКТ, обеспечивают получение высокоразрешающих поперечных изображений сетчатки человека, предоставляя уникальную возможность неинвазивной прижизненной оценки синапсов человека», — пояснили авторы.


Результаты были опубликованы в журнале Ophthalmology Science.


Дифференциация подслоев ВПС исторически была сложной задачей из-за их незначительного контраста по сравнению с соседними слоями сетчатки. Лишь несколько предыдущих исследований с использованием экспериментальных ОКТ-систем успешно дифференцировали эти подслои.


«В отличие от более ранних исследований, использовавших экспериментальные ОКТ-платформы, в этой работе применялась широко доступная коммерческая система, что делает клиническое внедрение более осуществимым», — объяснила Эмфиетзоглу.


Методология исследования ВПС


Это поперечное исследование, проведенное в глазном институте Athens Vision Eye Institute (Афины, Греция) под руководством доктора Харониса с января по июль 2024 года, использовало коммерческий ОКТ-инструмент (Optovue Avanti SD-OCT) и полуавтоматическую программу анализа изображений (ImageJ) для измерения толщины ВПС и анализа гиперрефлективных и гипорефлективных полос внутри ВПС.


Целью было определение толщины и рефлективных характеристик ВПС, а также изменений, происходящих с возрастом, у 92 здоровых людей (медианный возраст 57 ± 19,5 лет); 52% составляли женщины.


Основными измеряемыми показателями были интенсивность сигнала ВПС, контраст между гиперрефлективными и гипорефлективными полосами, а также процент ВПС с идентифицируемыми подслоями. Вторичные результаты включали измерения толщины внутренней сетчатки, включая ВПС, слой нервных волокон (СНВ) и ганглиозно-клеточный комплекс (ГКК), — сообщили исследователи.


Что показал анализ ВПС?


ВПС продемонстрировал многослойную структуру с пятью подслоями — тремя гиперрефлективными и двумя гипорефлективными, расположенными в чередующемся порядке. С возрастом была связана более высокая интенсивность сигнала от гипорефлективных полос и минимальные изменения в гиперрефлективных полосах, что приводило к общему снижению контраста между пятью подслоями.


«У участников старшего возраста наблюдался меньший процент ВПС с идентифицируемыми подслоями, а также меньшая вариативность контраста внутри ВПС. Старение также коррелировало с уменьшением толщины внутренней сетчатки, включая ВПС, СНВ и ГКК, причем более сильная ассоциация была отмечена для ВПС. ВПС демонстрировал высокую повторяемость в пределах одного глаза и между глазами, с значимыми корреляциями и незначимыми средними различиями, наблюдаемыми в большинстве ключевых параметров», — сообщили исследователи.


Основываясь на полученных результатах, они сделали вывод, что анализ ВПС является осуществимым и воспроизводимым с использованием коммерческой ОКТ-технологии, поскольку пять подслоев ВПС, как гиперрефлективных, так и гипорефлективных, были четко визуализированы.


«Это первое исследование, демонстрирующее стратификацию подслоев ВПС с использованием коммерческой ОКТ на большой возрастной когорте, — отметила Эмфиетзоглу. — Наши результаты показывают, что тонкие изменения в синаптической архитектуре могут быть обнаружены раньше, чем считалось ранее, что может изменить подход к мониторингу таких заболеваний, как глаукома и болезнь Альцгеймера».


Растущее количество данных экспериментальных исследований позволяет предположить, что синаптические изменения могут происходить до значительной потери аксонов и нейронов, что фокусирует внимание на ВПС как на раннем биомаркере заболеваний, влияющих на синаптическое здоровье. «Однако предыдущие исследования были в основном сосредоточены на толщине ВПС, которая может не в полной мере отражать ранние изменения ВПС, связанные с нейродегенерацией. Более комплексная оценка ВПС, включающая дополнительные характеристики, такие как те, что были включены в настоящий анализ, может дать ценную информацию для ранней диагностики и мониторинга нейродегенеративных заболеваний», — заключили исследователи.