"Investigaciones anteriores han visto un adelgazamiento de la retina en pacientes con Alzheimer, pero al agregar una técnica de dispersión de luz para la medición, hemos encontrado que la capa de fibra nerviosa de la retina también es más áspera y más desordenada", dijo Adam Wax, profesor de ingeniería biomédica en Duke. "Esperamos que podamos utilizar esta información para crear un dispositivo de detección fácil y barato que no sólo estaría disponible en el consultorio de su médico, sino también en lugares como su farmacia local".
Actualmente, los diagnósticos de la enfermedad de Alzheimer sólo se realizan después de que un paciente comienza a mostrar síntomas de deterioro cognitivo. Incluso entonces, la única forma de determinar definitivamente que el Alzheimer es la causa es con costosas imágenes de resonancia magnética y PET o mediante una autopsia. Pero si el progreso de la enfermedad se puede detener mediante intervenciones tempranas como medicamentos y ejercicio mental, los pacientes pueden tener una calidad de vida mucho mejor. Esta es la razón por la cual los investigadores están buscando biomarcadores que puedan usarse como signos tempranos de advertencia de la enfermedad.
Uno de esos posibles biomarcadores proviene de la retina, que es literalmente una extensión del cerebro y parte del sistema nervioso central. Investigaciones anteriores han demostrado que el Alzheimer puede causar cambios estructurales en la retina, especialmente un adelgazamiento de las capas internas de la retina. "La retina puede proporcionar un fácil acceso al cerebro, y su adelgazamiento puede ser indicativo de una disminución en la cantidad de tejido neuronal, lo que puede significar que el Alzheimer está presente", dijo Wax. Sin embargo, otras enfermedades como el glaucoma y la enfermedad de Parkinson también pueden causar un adelgazamiento de la retina. Los resultados inconsistentes de las pruebas también pueden provenir de las diferencias entre las máquinas más utilizadas para este tipo de mediciones, los dispositivos de tomografía de coherencia óptica (OCT) y la forma en que los investigadores los usan.
En el nuevo artículo, Wax y su estudiante graduado Ge Song muestran que la capa superior de neuronas en la retina de un modelo de ratón de la enfermedad de Alzheimer exhibe un cambio en su textura estructural. Combinado con datos sobre los cambios en el grosor de esta capa, la nueva medición podría ser un biomarcador de Alzheimer más fácilmente accesible.
"Nuestro nuevo enfoque puede medir la rugosidad o textura de la capa de fibra nerviosa de la retina interna", dijo Song. "Puede proporcionar una forma rápida y directa de medir los cambios estructurales causados por el Alzheimer, que tiene un gran potencial como biomarcador de la enfermedad".
OCT es el análogo óptico del ultrasonido. Funciona enviando ondas de luz a los tejidos y midiendo cuánto tiempo tardan en volver. Si bien es una técnica de imagen extremadamente útil que se usa comúnmente para hacer una amplia gama de diagnósticos, tiene limitaciones. Para recopilar más datos, Wax y Song agregaron una medida llamada interferometría de baja coherencia resuelta en ángulo (a / LCI), que utiliza los ángulos de la luz dispersa para recopilar más información sobre la estructura del tejido. Al combinar las dos medidas, los investigadores pueden extraer información sobre el espesor y la estructura sobre cada capa de la retina.
"Las medidas de a / LCI complementan las mediciones de espesor para mejorar la utilidad potencial de biomarcadores más cuantitativos para el Alzheimer", dijo Song. "No se puede obtener información textural y estructural sobre la retina sólo con OCT. Se necesitan ambas modalidades de imagen. Esa es la innovación clave".
Los investigadores ahora están trabajando para incorporar esta capacidad adicional en un sistema OCT de bajo costo que Wax está desarrollando a través de una empresa derivada llamada Lumedica. Mientras que las máquinas OCT tradicionales pesan más de 27 kilogramos, ocupan un escritorio completo y cuestan entre 50.000 y 120.000 dólares, el diseño de Wax pesa menos de 2 kilogramos, es aproximadamente del tamaño de un tupper y, según espera Wax, se venderá por menos de 15.000 dólares.
La clave del diseño de Wax es una pieza impresa en 3D que utiliza simetría para compensar las inconsistencias mecánicas que pueden surgir en los dispositivos OCT tradicionales debido a cosas tan pequeñas como un cambio sutil de temperatura. Song también ha estado trabajando en un prisma rotacional impreso en 3D, lo que permite que a / LCI escanee toda la retina.
"Estamos entusiasmados porque esta investigación muestra una nueva forma de usar tecnologías OCT de bajo costo fuera de la simple detección de enfermedades tradicionales de la retina", dijo Wax. "Si podemos usar estos dispositivos como una ventana a los primeros signos de enfermedades neurodegenerativas, tal vez podamos ayudar a las personas a entrar en un programa de tratamiento de intervención temprana antes de que sea demasiado tarde".
Fuente de la noticia: Duke University. "Retinal texture could provide early biomarker of Alzheimer's disease." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 May 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200514164254.htm
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