Bildanalys av näthinnan kan utgöra en icke-invasiv metod för att ställa diagnos och övervaka förloppet vid Alzheimers
Eftersom förändringar i näthinnans dendriter (nervcellsutskott) går att observera med medicinska bildtekniker, såsom optisk koherenstomografi, OCT, skulle näthinneavbildning kunna utgöra en icke-invasiv metod för att ställa diagnos och övervaka sjukdomsförloppet vid Alzheimers sjukdom. Detta enligt en ny studie i Acta Neuropathologica, ledd av Cardiff University i samarbete med forskare från Karolinska Institutet och S:t Eriks Ögonsjukhus, där musmodeller av Alzheimers sjukdom använts.
Alzheimers sjukdom orsakas av flera gener och är en komplex, nervdegenerativ sjukdom där näthinnan är en komponent. Amyloid plackbildning, aktivering av immuncellen mikroglia och cellförlust förekommer då inte bara i hjärnan utan även i näthinnan hos både patienter och musmodeller med Alzheimer.
Retinala ganglieceller i ögat, nervceller i näthinnans innersta lager , utsätts ofta för skador vid neurodegenerativa sjukdomar. De utgör potentiellt en möjlighet för icke-invasiv klinisk diagnostisering och övervakning av sjukdomsförloppet vid Alzheimer. Dock är det oklart i vilken utsträckning näthinnan är inblandad vid Alzheimer, och hur väl den avspeglar hjärnsjukdomen.
Dendriter tar emot information från andra celler i näthinnan för att överföra ljusintryck till hjärnan. I den aktuella studien använde forskarna tre musmodeller av Alzheimer för att identifiera tidig nedbrytning av de retinala gangliecellernas dendriter, som uppstod före eller parallellt med neurodegenerativa förändringar i hjärnans hippocampus. Hippocampus bryts ner vid Alzheimers sjukdom.
Forskarna använde en teknik som kallas DiOlistic labelling för att markera, spåra, och analysera individuella retinala ganglieceller och deras komplexa förgreningar av dendriter.
Metoden går ut på att överföra fluorescerande färgämnen till nervcellerna med hjälp av ett så kallat heliumskott. Tekniken är värdefull eftersom den gör det möjligt att slumpmässigt märka ett fåtal hela retinala ganglieceller, för att studera deras utseende och hur de förändras vid sjukdom.
Pete Williams, forskarassistent vid Karolinska Institutet och S:t Eriks Ögonsjukhus
– Resultatet ger ett tydligt stöd för att nedbrytning av både retinala ganglieceller och hippocampusregionen CA1 föregår betydande nervcellsdöd. CA1-regionen är en viktig del av hippocampus. Eftersom de retinala gangliecellernas dendriter sträcker sig in i det inre plexiforma lagret av näthinnan kan förändringarna kvantifieras vid kliniska prövningar, med hjälp av moderna koherensbaserade avbildningstekniker såsom OCT, säger Pete Williams, forskarassistent vid Karolinska Institutet och S:t Eriks Ögonsjukhus, en av författarna bakom studien.
På lång sikt är forskarnas mål att bekräfta resultatet med vävnadsprover från en större patientgrupp, samt att genomföra långsiktiga avbildningsstudier på djurmodeller och Alzheimerpatienter.
– Detta blir nödvändiga steg på vägen framåt. Att förstå de neurodegenerativa händelser som sker i näthinnan är avgörande för att upptäcka sjukdomen tidigt, och kan möjligen fungera som en viktig biomarkör för sjukdom och hur effektiv en behandling är, säger Pete Wiliams.
Forskningen finansierades med stöd av UK Dementia Research Institute, Alzheimer’s Society and Alzheimer’s Research UK, UK Dementia Research Institute på Cardiff University, Vetenskapsrådet, Karolinska Institutet och S:t Eriks Ögonsjukhus filantropiska donationer.
Publikation
Retinal ganglion cell degeneration correlates with hippocampal spine loss in experimental Alzheimer’s disease, Ryan J. Bevan, Tim R. Hughes, Pete A. Williams, Mark A. Good, B. Paul Morgan, James E. Morgan, Acta Neuropathologica, online 7 december 2020, doi: 10.1186/s40478-020-01094-2
