Nad nową metodą obrazowania, która pozwala na diagnozowanie zmian na wczesnym etapie rozwoju chorób, takich jak zwyrodnienie plamki żółtej czy retinopatia cukrzycowa, pracują naukowcy z Międzynarodowego Centrum Badań Oka.
Oko to jedyne „okno” w przyrodzie, które otwiera się na dwa różne sposoby i prowadzi do zupełnie innych krain. Z jednej strony pozwala nam oglądać świat zewnętrzny, a z drugiej umożliwia zajrzenie wewnątrz – w głąb naszego organizmu i dostrzeżenie symptomów rozwijającej się choroby. Niestety, u ponad 280 milionów osób na świecie organ ten nie działa prawidłowo. Starzenie, zanieczyszczenia powietrza, nieodpowiednia higiena, urazy czy uwarunkowania genetyczne sprawiają, że nasze okno na świat stopniowo się zamyka.
Ludzkie oko jest niezwykłym narządem, który swoją złożonością jest nieporównywalny do czegokolwiek na Ziemi i prawdopodobnie we Wszechświecie. Ale jest to tak wrażliwy organ, że prędzej czy później każdy z nas doświadczy jakichś problemów z nim – przekonuje prof. Maciej Wojtkowski, dyrektor Międzynarodowego Centrum Badań Oka (ICTER).
Postęp medycyny sprawił, że z zaburzeniami wzroku, takimi jak zaćma czy jaskra, radzimy sobie całkiem nieźle, ale w przypadku wielu chorób naczyniowych wciąż jesteśmy bezbronni. Zwyrodnienie plamki żółtej (AMD), retinopatia cukrzycowa czy niedrożność naczyń krwionośnych siatkówki dla pacjentów wciąż oznaczają wyrok.
Precyzyjne narzędzie dla okulistów
Jednym z najbardziej podstawowych i najdokładniejszych badań wykorzystywanych w diagnostyce chorób oczu jest tomografia optyczna OCT. Pozwala ona szczegółowo obejrzeć poszczególne struktury oczu, ale w przypadku jej wykorzystania znacznie trudniejsze jest wczesne dostrzeżenie subtelnych zmian chorobowych. Zespół naukowców z ICTER postanowił to zmienić, wprowadzając nową metodę obrazowania pochodną do OCT. Tak powstała jeszcze lepsza czasowo-częstotliwościowa tomografia optyczna (Spatio-Temporal Optical Coherence Tomography, STOC-T), która tłumi szumy i pozwala na uzyskiwanie dokładnych obrazów, a tym samym diagnozowanie zmian na wczesnym etapie rozwoju choroby. Jednym z kierunków zastosowania technologii STOC-T jest Optoretinografia (ORG).
Rozwiązanie opracowane przez ICTER jest fundamentalne dla samego rozumienia diagnostyki chorób wzroku. Zamiast skanować oko spójnym światłem (jak ma to miejsce w OCT), używane jest kilkaset różnych wzorców laserowych do oświetlenia siatkówki w ciągu nanosekund, a reakcje na wygenerowane tak światło nagrywa superszybka kamera. W ten sposób, dzięki komputerowej analizie gigantycznych zbiorów danych, lekarze otrzymują dokładniejsze i bardziej zaawansowane informacje o stanie oka. Ta metoda pozwala znacznie lepiej zobaczyć obrazy z siatkówki i naczyniówki na wprost próbki (do tej pory nie było to możliwe).
Prowadzę badania mające na celu znalezienie metod leczenia ślepoty. Funkcja oka jest dla mnie ważniejsza niż struktura. Jest ku temu jeden powód – często w przebiegu choroby obserwujemy najpierw zmiany funkcji poprzedzające zmiany struktury. Zatem bardzo czułe pomiary funkcji są dla nas niezwykle ważne w monitorowaniu i wykrywaniu zmian patologicznych w tkankach – mówi prof. Olaf Strauss, biologii eksperymentalny na Uniwersytecie Charite w Berline.
Przełom w diagnozowaniu chorób oczu
Technologia naukowców z ICTER sprawi, że lekarze w gabinetach okulistycznych będą w stanie diagnozować choroby znacznie szybciej i skuteczniej niż dzisiaj. Co najważniejsze, samo badanie z udziałem pacjenta potrwa zaledwie jedną setną sekundy (obecne badanie OCT trwa kilka-kilkanaście minut). Ultraszybka kamera, która rejestruje 100 tysięcy klatek na sekundę, przesyła gigantyczne zbiory danych do komputera i pozwala zaobserwować reakcję receptorów na światło.
Przygotowane przez ICTER oprogramowanie przetwarza te dane i tworzy obraz, który można porównać do obrazu, jaki dostarcza nam mikroskop. ICTER bada obecnie, które ruchy receptorów występują w przypadku konkretnych chorób. Dzięki temu procesy zachodzące w siatkówce oka umożliwią szybkie i bardziej precyzyjne diagnozy wielu chorób, a także monitorowanie stanu po terapii.
Szacuje się, że w ok. 90% przypadków wczesna diagnostyka tych schorzeń ograniczyłaby ich negatywne skutki. Dzięki zastosowaniu metody badawczej STOC-T damy możliwość przeprowadzenia in-vivo badań nad terapiami farmakologicznymi dostarczając niezbędnych informacji na temat jakości i skuteczności proponowanych terapii chorób oczu – wskazuje prof. Maciej Wojtkowski, dyrektor ICTER.
Dzięki zastosowaniu technologii STOC-T istnieje możliwość wykreowania rynku badań klinicznych nad najnowocześniejszymi terapiami oka, w tym terapiami genowymi. Co więcej, sprzęt diagnostyczny STOC-T jest niewielki i przenośny, a gdy zostanie skomercjalizowany będzie mógł znaleźć się w każdym gabinecie okulistycznym.
Międzynarodowe Centrum Badań Oka (ICTER) to ośrodek badawczo-rozwojowy stworzony w celu opracowywania najnowocześniejszych technologii wspomagających diagnostykę i leczenie chorób oczu, umożliwiających szybsze wdrażanie nowych terapii. Jest to podjednostka Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, gdzie 5 grup badawczych zajmuje się tą samą tematyką z różnych perspektyw, stale wymieniając się pomysłami i wynikami, co pozwala na osiągnięcie wysokiego poziomu synergii i interdyscyplinarności prowadzonych badań.
źródło: ICTER