デューク大学の生物医学技術者は、新しい装置がアルツハイマー病のバイオマーカーを検出できることを期待している
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ダーラム – デューク大学の生物医学技術者は、目の奥にある網膜のさまざまな層の厚さと質感の両方を測定できる新しい画像装置を考案しました。この進歩はアルツハイマー病のバイオマーカーの検出に利用でき、アルツハイマー病に対する広範な早期警告システムを提供する可能性がある。
結果はオンライン誌「Scientific Reports」に掲載される。
「これまでの研究では、アルツハイマー病患者の網膜が薄くなることが観察されていましたが、測定に光散乱技術を追加することで、網膜の神経線維層もより粗く、より乱れていることがわかりました」とアダム・ワックス教授は述べた。デューク大学で生体医工学を専攻。 「私たちの希望は、この洞察を利用して、医師のオフィスだけでなく地元の薬局などでも入手できる、簡単で安価なスクリーニング装置を作成できることです。」
現在、アルツハイマー病の診断は、患者が認知機能低下の症状を示し始めた後にのみ行われます。それでも、アルツハイマー病が原因であると確定的に判断する唯一の方法は、高価なMRIやPETスキャン、あるいは解剖によるものである。しかし、薬や精神的な運動などの早期介入によって病気の進行を止めることができれば、患者の生活の質は大幅に改善される可能性があります。研究者らがこの病気の早期警告兆候として使用できるバイオマーカーを探しているのはこのためです。
そのような潜在的なバイオマーカーの 1 つは、文字通り脳の延長であり中枢神経系の一部である網膜に由来します。これまでの研究では、アルツハイマー病が網膜の構造変化、特に網膜内層の薄化を引き起こす可能性があることが示されています。
「網膜は脳への容易なアクセスを可能にしており、その薄化は神経組織の量の減少を示している可能性があり、これはアルツハイマー病の存在を意味する可能性があります」とワックス氏は述べた。
ただし、緑内障やパーキンソン病などの他の病気も網膜の薄化を引き起こす可能性があります。一貫性のないテスト結果は、この種の測定に最もよく使用される機械、光干渉断層撮影 (OCT) デバイス、および研究者によるそれらの使用方法の違いからも発生する可能性があります。
新しい論文の中で、ワックス氏と大学院生のジー・ソン氏は、アルツハイマー病のマウスモデルの網膜のニューロンの最上層が構造的質感の変化を示していることを示した。この層の厚さの変化に関するデータと組み合わせると、新しい測定値は、より簡単にアクセスできるアルツハイマー病のバイオマーカーであることが証明される可能性があります。
「私たちの新しいアプローチは、網膜内側の神経線維層の粗さや質感を測定することができます」と Song 氏は述べています。 「アルツハイマー病によって引き起こされる構造変化を迅速かつ直接的に測定する方法が提供され、アルツハイマー病のバイオマーカーとして大きな可能性を秘めています。」
OCT は超音波の光学的類似物です。組織に光の波を送り、戻ってくるまでの時間を測定することで機能します。これはさまざまな診断を行うために一般的に使用される非常に便利な画像技術ですが、限界もあります。
より多くのデータを収集するために、Wax と Song は、散乱光の角度を使用して組織の構造に関するより多くの情報を収集する、角度分解低コヒーレンス干渉法 (a/LCI) と呼ばれる測定を追加しました。 2 つの測定値を組み合わせることで、研究者は網膜の各層の厚さと構造情報の両方を抽出できます。
「a/LCI 測定は厚さ測定を補完し、アルツハイマー病に対するより定量的なバイオマーカーの潜在的な有用性を向上させます」と Song 氏は述べています。 「OCT だけでは網膜の質感や構造の情報を取得することはできません。両方の画像モダリティが必要です。それが重要なイノベーションです。」
研究者らは現在、ワックスがルメディカというスピンオフ会社を通じて開発している低コストOCTシステムにこの追加機能を組み込むことに取り組んでいる。従来の OCT マシンは重量が 60 ポンドを超え、机全体を占有し、価格は $50,000 から $120,000 の間でしたが、Wax の設計は重量が 4 ポンドで、弁当箱ほどの大きさで、100 円程度で販売されるとワックス氏は予想しています。 $15,000未満。
Wax の設計の鍵となるのは、わずかな温度変化などの小さな要因によって従来の OCT デバイスで発生する可能性のある機械的不一致を、対称性を使用して補正する 3D プリント部品です。 Song 氏はまた、a/LCI が網膜全体をスキャンできるようにする 3D プリント回転プリズムにも取り組んでいます。
「この研究は、従来の網膜疾患の単なるスクリーニング以外に、低コストの OCT テクノロジーを使用する新しい方法を示しているので、私たちは興奮しています」とワックス氏は述べています。 「神経変性疾患の初期兆候を知る手段としてこれらのデバイスを使用できれば、手遅れになる前に人々が早期介入治療プログラムに参加できるようになるかもしれません。」
この研究は、国立衛生研究所 (R21AG056245、P30EY005722) の支援を受けました。
引用：「マウスモデルにおけるアルツハイマー病の網膜バイオマーカーのマルチモーダルコヒーレントイメージング」、Ge Song、Zachary A. Steelman、Stella Finkelstein、Ziyun Yang、Ludovic Martin、Kengyeh K. Chu、Sina Farsiu、Vadim Y. Arshavsky、Adam Wax 。 Scientific Reports、2020 年 5 月 13 日。DOI: 10.1038/s41598-020-64827-2。
元の記事の出典: WRAL TechWire