Novo sistema de imagem mapeia o oxigênio da retina em detalhes sem precedentes

A retina consome oxigênio em uma das taxas mais altas de qualquer tecido do corpo, e as interrupções no suprimento de oxigênio estão ligadas a doenças ofuscantes, como glaucoma, degeneração macular relacionada à idade e retinopatia diabética. No entanto, os pesquisadores lutaram para medir de maneira não invasiva os níveis de oxigênio na escala fina dos capilares da retina, onde as mudanças precoces de doenças geralmente ocorrem.

Agora, uma equipe da Universidade Johns Hopkins e da Universidade da Pensilvânia desenvolveu um sistema multimodal que combina duas técnicas ópticas avançadas para imaginar a estrutura da retina e o metabolismo do oxigênio em camundongos vivos. A abordagem relatada em Neurofotônicomescla a tomografia de coerência óptica de luz visível (Vis-Oct), que produz imagens 3D de microanatomia tecidual, com fosforescência ao longo da vida de imagens de imagens de imagens de laser oftalmoscopia (Plim-SLO), que fornece medições precisas da pressão parcial do oxigênio (Po₂) dentro dos vendedores do sangue.

Para realizar as medições de oxigênio, os pesquisadores injetaram camundongos com uma sonda especialmente projetada (Oxyphor 2P) que altera sua vida útil da fosforescência, dependendo dos níveis de oxigênio. Ao examinar o olho com pulsos controlados de luz, a equipe pode calcular os valores de PO₂ até o nível de capilares individuais. Enquanto isso, o canal vis-OCT pode capturar vistas de alta resolução das camadas da retina e padrões de fluxo sanguíneo. Os dois sistemas foram sincronizados para adquirir dados através do mesmo caminho óptico, garantindo que as leituras de oxigênio e as imagens estruturais possam ser alinhadas espacialmente.

Os testes em camundongos saudáveis ​​mostraram que o sistema poderia rastrear alterações na oxigenação da retina em resposta a diferentes níveis de oxigênio inalado. Como esperado, as arteríolas exibiram mais alto que as vênulas, com valores capilares normalmente caindo no meio. As medidas também correspondem à saturação sistêmica do oxigênio no sangue, produzindo curvas de dissociação de oxigênio consistentes com a fisiologia conhecida da hemoglobina. É importante ressaltar que o instrumento pode se concentrar em diferentes profundidades da retina para elucidar valores capilares locais.

Ao registrar simultaneamente a anatomia e a tensão de oxigênio, o sistema de canal duplo oferece uma nova e poderosa ferramenta para estudar como o suprimento de oxigênio da retina é alterado na doença e durante o tratamento. Os autores observam que a abordagem não é destrutiva, permitindo medições repetidas no mesmo animal ao longo do tempo e pode ser aplicada a modelos de doenças da retina para investigar como a disfunção microvascular contribui para a perda de visão.

A capacidade de imagem simultânea é essencial para refinar e validar a oximetria vis-Oct totalmente sem rótulo, emparelhando o solo Plim-Slo Po₂ com o canal vis-Oct registrado.

Os pesquisadores sugerem que, com um refinamento adicional – como óptica adaptativa para imagens mais nítidas – a plataforma pode abrir caminho para melhorar diagnósticos e estratégias de monitoramento em doenças oculares humanas.