Notícia

Na Suíça, pesquisadores desenvolvem novo dispositivo para diagnóstico precoce de doenças oculares degenerativas

Laboratório de Dispositivos Fotônicos Aplicados (LAPD), EPFL

Fonte

EPFL | Escola Politécnica Federal de Lausanne

Data

sábado, 5 novembro 2022 15:55

Áreas

Bioengenharia. Empreendedorismo. Engenharia Biomédica. Física Médica. Fotônica. Imagens e Diagnóstico. Medicina. Oftalmologia.

Pesquisas sobre tratamentos para interromper ou limitar a progressão de doenças oculares degenerativas que podem levar à cegueira estão avançando rapidamente. Mas, no momento, não há um dispositivo que possa diagnosticar com segurança essas condições antes que os primeiros sintomas apareçam. Esses distúrbios, dos quais o mais conhecido é a degeneração macular relacionada à idade (DMRI), envolvem alterações nos fotorreceptores dos olhos. E todos eles têm a mesma causa raiz: a deterioração do epitélio pigmentar da retina (EPR), uma camada de células que fica atrás dos fotorreceptores.

Recentemente, um dispositivo desenvolvido no Laboratório de Dispositivos Fotônicos Aplicados (LAPD) da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, conseguiu observar mudanças no EPR antes do início dos sintomas, fornecendo aos pesquisadores as primeiras imagens in vivo nas quais as células podem ser diferenciadas. Armados com essa capacidade de detecção precoce, os médicos poderão diagnosticar esses distúrbios antes que ocorram sintomas irreversíveis. Os resultados do primeiro ensaio clínico foram publicados na revista científica Ophthalmology Science.

Observando mudanças nas células atrás dos fotorreceptores

Além de causar DMRI, a deterioração do EPR está por trás de vários outros distúrbios oculares, incluindo retinite pigmentosa e retinopatia diabética. Localizado entre os fotorreceptores e a coroide (uma fina camada de tecido que contém os vasos que transportam o sangue para a retina), o EPR desempenha um papel importante na manutenção da função visual e na preservação da saúde dos cones e bastonetes do olho. Vários grupos de pesquisa estudaram essas células ao microscópio – in vitro – para determinar suas propriedades e observar as alterações morfológicas que ocorrem com o envelhecimento, mas também com o aparecimento e progressão de distúrbios da retina, como a DMRI e a retinite pigmentosa. Até agora, no entanto, não havia um método simples e confiável para observar o EPR em um paciente vivo – in vivo – para detecção precoce e monitoramento contínuo dessas condições.

Feixes de luz oblíquos são a chave

Várias tentativas foram feitas para projetar um dispositivo que permitisse aos médicos examinar o EPR. Mas cada um deles falhou até agora devido à resolução inadequada, preocupações com a segurança do paciente ou tempos de exposição excessivamente longos.

A equipe da EPFL desenvolveu uma câmera de retina que apresenta dois feixes oblíquos acoplados a um sistema óptico adaptativo que corrige distorções nas ondas de luz para produzir uma imagem nítida. Esta tecnologia, chamada de Imagem Óptica Transescleral, é semelhante aos sistemas de imagem da retina existentes no uso de feixes de luz infravermelha. Mas, de acordo com o Dr. Christophe Moser, que dirige o LAPD na Escola de Engenharia da EPFL, há uma diferença fundamental: “Os feixes focam obliquamente através do branco do olho, o que contorna o problema do excesso de luz causado pelas células fotorreceptoras de cone altamente reflexivas, quando você ilumina a retina através da pupila.” As ondas de luz são então capturadas pela câmera à medida que saem do olho através da pupila. A equipe teve um momento ‘eureca’ quando viu a primeira imagem nítida na tela, já que era a primeira vez que alguém observava essa parte do corpo humano usando uma câmera de imagem clinicamente compatível.

Primeiro estudo clínico envolvendo 29 participantes

Os pesquisadores desenvolveram um protótipo clínico em parceria com a EarlySight, um spin-off do mesmo laboratório da EPFL. Com um tempo de exposição de menos de cinco segundos – uma vantagem de velocidade chave para uso diagnóstico potencial – a câmera é capaz de capturar 100 imagens. Os algoritmos alinham e agregam as imagens brutas para produzir uma única imagem de alta qualidade na tela. A interface possui cinco botões, cada um correspondendo a uma área pré-definida do olho, permitindo a seleção da imagem desejada. Os usuários também podem clicar em qualquer lugar no diagrama da parte de trás do olho para selecionar a área exata que desejam visualizar.

O dispositivo protótipo, conhecido como Cellularis, foi desenvolvido como parte do projeto EIT Health ASSESS da União Europeia, em parceria com a equipe de pesquisa da Dra. Francine Behar-Cohen no Instituto Nacional de Saúde e Pesquisa Médica da França (Inserm) em Paris, e com a equipe de pesquisa clínica no Hospital Oftalmológico Jules-Gonin em Lausanne.

A câmera foi então avaliada em um estudo clínico – liderado pela Dra.  Irmela Mantel, médica associada da Unidade de Retina Médica do Hospital Oftalmológico Jules-Gonin. O estudo foi projetado para avaliar a capacidade do dispositivo de produzir imagens claras de EPR em 29 voluntários saudáveis. Em cada caso, as imagens geradas pela câmera foram precisas o suficiente para quantificar as características morfológicas das células do EPR dos participantes.

As imagens foram armazenados em um banco de dados para futura contribuição em pesquisas médicas. “A morfologia dessas células, que desempenham um papel essencial na função da retina, é um forte indicador de sua saúde”, disse a Dra. Laura Kowalczuk, cientista da EPFL e do Hospital Oftalmológico Jules-Gonin e autora principal do artigo. “A capacidade de detectar com precisão as células do EPR e observar as alterações morfológicas que ocorrem nelas é vital para a detecção precoce de distúrbios degenerativos da retina e para monitorar a eficácia de novos tratamentos”.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Escola Politécnica Federal de Lausanne (em inglês).

Fonte: Cécilia Carron, EPFL. Imagem: Cellularis, o protótipo do dispositivo para detectar doença oftálmica degenerativa. Fonte: Laboratório de Dispositivos Fotônicos Aplicados (LAPD), EPFL.

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