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Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9226 (2023) Citare questo articolo

Dettagli sulle metriche

La rottura dell’integrità della barriera emato-retinica è alla base dei cambiamenti patologici in numerose malattie oculari, tra cui la degenerazione maculare neovascolare legata all’età (nAMD) e l’edema maculare diabetico (DME). Sebbene le terapie anti-fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF) abbiano rivoluzionato il trattamento delle malattie, sono ancora necessarie nuove terapie per soddisfare le esigenze insoddisfatte dei pazienti. Per contribuire allo sviluppo di nuovi trattamenti, sono necessari metodi efficaci per misurare i cambiamenti nella permeabilità vascolare nei tessuti oculari nei modelli animali. Presentiamo qui un metodo per rilevare la permeabilità vascolare mediante fluorofotometria, che consente misurazioni in tempo reale dell'accumulo di colorante fluorescente in diversi compartimenti dell'occhio del topo. Abbiamo applicato questo metodo in diversi modelli murini con diverse perdite vascolari aumentate, inclusi modelli di uveite, retinopatia diabetica e neovascolarizzazione coroideale (CNV). Inoltre, nel modello murino JR5558 di CNV, abbiamo osservato con il post-trattamento anti-VEGF una riduzione longitudinale della permeabilità, negli stessi occhi degli animali. Concludiamo che la fluorofotometria è un metodo utile per misurare la permeabilità vascolare nell'occhio del topo e può essere utilizzata su più punti temporali, senza la necessità di sacrificare l'animale. Questo metodo ha il potenziale per essere utilizzato sia nella ricerca di base per studiare la progressione e i fattori alla base della malattia, ma anche per la scoperta di farmaci e lo sviluppo di nuove terapie.

La perdita dell’integrità della barriera sanguigna che porta all’edema e al conseguente danno tissutale è stata descritta come un fattore che contribuisce a un’ampia varietà di malattie, tra cui sepsi1, cancro2 e ictus3. Nell'occhio, l'instabilità vascolare e l'accumulo di liquido all'interno della retina e dei tessuti circostanti sono una caratteristica centrale di alcune delle malattie più comuni che mettono a rischio la vista, come la degenerazione maculare neovascolare legata all'età (nAMD) e l'edema maculare diabetico (DME), che, se non trattata, può portare a una rapida perdita della vista4,5,6,7. Inoltre, anche malattie oculari come il glaucoma8 e l’uveite9 sono state collegate ad un aumento della permeabilità vascolare, sebbene potrebbero essere necessarie ulteriori ricerche per definire questo collegamento con l’eziologia della malattia.

Gli inibitori anti-VEGF iniettati per via intravitreale, come ranibizumab e aflibercept, sono diventati uno standard di cura per il trattamento di nAMD e DME10,11 e hanno rivoluzionato i risultati visivi dei pazienti, sebbene queste malattie continuino a essere le principali cause di deficit visivo12, poiché non tutti i pazienti rispondono al trattamento anti-VEGF e alcuni pazienti potrebbero continuare a presentare perdite di liquido retinico o sottoretinico o sviluppare fibrosi e atrofia nonostante il trattamento. Per aiutare a rispondere a uno di questi bisogni insoddisfatti, la prossima generazione di farmaci è recentemente entrata sul mercato, con l’obiettivo di ripristinare la stabilità vascolare nell’occhio, come faricimab (VABYSMO; Genentech/F. Hoffmann-La Roche Ltd.), un farmaco per la crescita dell’endotelio vascolare anticorpo bispecifico fattore (VEGF)–angiopoietina (Ang)-213,14,15.

Lo sviluppo di nuovi trattamenti in grado di prevenire la perdita vascolare oculare patologica continua, man mano che la nostra comprensione di queste malattie evolve. Per contribuire allo sviluppo di queste nuove terapie, sono necessari modelli preclinici e rispettivi metodi che consentano di monitorare nel tempo i cambiamenti nella permeabilità vascolare. Gli attuali metodi di permeabilità includono il blu di Evan16,17, le tecniche di perfusione con isotiocianato di fluoresceina (FITC)-destrano18 e microsfere19, nonché tecniche basate sull'imaging come l'angiografia con fluoresceina20,21 e la tomografia a coerenza ottica con perdita di contrasto esogeno (OCT)22. Sebbene molte di queste tecniche siano ben consolidate, possono anche presentare alcune sfide e inconvenienti, che vengono discussi più approfonditamente altrove20. Il metodo qui descritto può essere utilizzato anche in combinazione con le tecniche esistenti.

La fluorofotometria è uno strumento versatile utilizzato da tempo in contesti di ricerca oculare sia clinica che non clinica23,24. Gli strumenti fluorofotometrici sono stati progettati per misurare la concentrazione di fluorofori all'interno dei tessuti oculari25, e quindi possono essere utilizzati per determinare la diffusione e l'eliminazione del colorante di riferimento, per fornire un'indicazione sullo stato fisiologico del sistema vascolare oculare. Gli strumenti di fluorofotometria erano disponibili per applicazioni oculari quali flusso acqueo, farmacocinetica dei farmaci, produzione di film lacrimale e perdite vascolari nell'uomo26, nei ratti27,28 e in altre specie29,30, ma fino a tempi relativamente recenti31 non era possibile nei topi, a causa delle limitazioni della dimensione dell'occhio. In questo articolo esaminiamo l'uso di una nuova tecnologia accessibile per misurare la permeabilità nella retina, nel vitreo e nella camera anteriore. Tentiamo di convalidare la tecnologia in modelli animali di malattie oculari, oltre a fornire un esempio di come potrebbe essere utilizzata per misurare la permeabilità vitreale dopo il trattamento anti-VEGF, per dimostrare il suo potenziale nello sviluppo di terapie. Questi risultati indicano che la fluorofotometria può essere utilizzata per monitorare e quantificare i cambiamenti nella perdita vascolare nell'occhio del topo, che potrebbe essere utilizzata anche insieme ad altri metodi esistenti.