Los investigadores han desarrollado una forma sencilla y rápida de realizar una optoretinografía, una técnica de imagen que mide la actividad funcional inducida por la luz en la retina del ojo, la red de neuronas en la parte posterior de nuestros ojos responsable de detectar la luz e iniciar la visión. Más del 50 por ciento de las personas mayores de 60 años en los EE. UU. se ven afectadas por enfermedades de la retina, como la degeneración macular y la retinopatía diabética. Estas enfermedades afectan la función de la retina de manera que reducen la vista y pueden progresar a la ceguera si no se tratan. El nuevo enfoque podría ayudar a acelerar el desarrollo de nuevos tratamientos para las enfermedades oculares.

«La optorretinografía generalmente ha utilizado equipos muy costosos que requerían múltiples expertos para operar, al mismo tiempo que producían enormes volúmenes de datos que requerían extensos recursos computacionales», dijo el líder del equipo de investigación, Ravi Jonnal, de la Universidad de California, Davis. «Ideamos una forma de hacerlo más barato y rápido».

Jonnal y sus colegas informan sobre su nuevo enfoque, al que denominan optoretinografía basada en la velocidad, en Optica, la revista de Optica Publishing Group para investigaciones de alto impacto. También demuestran la capacidad del método para medir la respuesta de la retina en tres sujetos sanos.

«Aunque la optoretinografía basada en la velocidad podría proporcionar a los médicos información más precisa y temprana sobre las pérdidas funcionales en la retina, es más probable que su primer impacto real sea acelerar los ensayos clínicos para nuevos tratamientos de enfermedades de la retina», dijo Jonnal, quien realizó algunos de las primeras mediciones de optoretinografía como estudiante de doctorado en el laboratorio de Don Miller en la Universidad de Indiana. «Si podemos detectar si la función de la retina está mejorando o empeorando más rápido que con las pruebas tradicionales, como las tablas optométricas, se acelerará en gran medida el desarrollo de tratamientos».

Seguimiento de cambios de forma

La optorretinografía detecta ligeros cambios en la forma de las neuronas que generan o conducen señales en la retina. Hasta ahora, Jonnal y otros investigadores han utilizado la óptica adaptativa y la tomografía de coherencia óptica (OCT) para visualizar y rastrear estas neuronas en el ojo vivo y en movimiento y luego han aplicado algoritmos de corrección de movimiento para estabilizar las imágenes y extraer la respuesta funcional. Este proceso costoso y que requiere mucho tiempo requiere resolver y rastrear la posición de las características celulares individuales y usar esas posiciones para determinar si la celda cambió de forma.

«Cuando usamos uno de nuestros sistemas de óptica adaptativa para realizar mediciones de optoretinografía, el experimento puede llevar fácilmente medio día y dar como resultado un terabyte de datos que deben procesarse», dijo Jonnal. «Procesar los datos para extraer una señal funcional lleva, como mínimo, otro día o dos».

Para evitar la necesidad de resolver y rastrear neuronas individuales, Jonnal y sus colegas querían ver si podían medir la velocidad a la que las neuronas de la retina se mueven entre sí. «Creíamos que incluso si las posiciones de las características varían de una celda a otra, la velocidad a la que se mueven entre sí estaría altamente correlacionada entre las celdas», dijo Jonnal. «Esto resultó ser correcto».

Medición de neuronas en movimiento

Para llevar a cabo la optoretinografía basada en la velocidad, los investigadores desarrollaron una nueva cámara OCT que permite que un solo operador recopile imágenes de más ubicaciones en la retina de lo que es posible con otros enfoques de la optoretinografía.

Los investigadores demostraron su nueva técnica usándola para recopilar medidas de tres voluntarios sanos. Pudieron adquirir datos de cada paciente en solo diez minutos y procesar esos datos y obtener los resultados en 2 o 3 minutos. Demostraron que las respuestas optoretinográficas funcionales medidas con el enfoque simple escalaban con la dosis de estímulo de luz utilizada y que la respuesta dosis-estímulo era reproducible dentro y entre los voluntarios.

Ahora están planeando experimentos destinados a demostrar la sensibilidad de la técnica a la disfunción relacionada con la enfermedad. Jonnal también está trabajando con médicos de la Universidad de California, Davis, para usarlo en imágenes de pacientes y para ayudar a interpretar los resultados de ensayos de terapias con células madre y tratamientos de terapia génica para enfermedades hereditarias de la retina. A los investigadores también les gustaría aplicar el nuevo enfoque de optoretinografía a modelos animales de enfermedades de la retina.