Birrefringência escleral posterior medida por triplo

Nature Biomedical Engineering volume 7, páginas 986–1000 (2023)Cite este artigo

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Nos olhos míopes, a remodelação patológica do colágeno na esclera posterior tem sido observada principalmente ex vivo. Aqui relatamos o desenvolvimento da tomografia de coerência óptica (OCT) sensível à polarização de entrada tripla para medir a birrefringência escleral posterior. Em cobaias e humanos, a técnica oferece sensibilidades e precisões de imagem superiores à OCT sensível à polarização de entrada dupla. Em estudos de 8 semanas com porquinhos-da-índia jovens, a birrefringência escleral foi positivamente correlacionada com erros de refração equivalentes esféricos e previu o aparecimento de miopia. Em um estudo transversal envolvendo indivíduos adultos, a birrefringência escleral foi associada ao status de miopia e correlacionada negativamente com erros refrativos. A OCT sensível à polarização de entrada tripla pode ajudar a estabelecer a birrefringência escleral posterior como um biomarcador não invasivo para avaliar a progressão da miopia.

A miopia (miopia) é um distúrbio visual prevalente que pode ser corrigido com óculos, lentes de contato ou cirurgia refrativa. No entanto, a progressão absoluta para alta miopia expõe os pacientes a um risco aumentado de desenvolver complicações que ameaçam a visão1,2. Estudos recentes relataram que 10–30% dos pacientes com alta miopia desenvolvem complicações patológicas associadas mais tarde na vida3,4, incluindo maculopatia miópica e neuropatia óptica, que levam à deficiência visual irreversível5,6. Estão disponíveis intervenções clínicas para retardar a progressão da miopia em estágio inicial e resgatar olhos com complicações patológicas7,8. No entanto, faltam biomarcadores confiáveis ​​que orientem o momento do tratamento. Especificamente, para a miopia em estágio inicial, a atropina tópica tem se mostrado eficaz no controle da progressão da miopia9, mas seus efeitos adversos impedem a aplicação universal a todos os pacientes10,11. Atualmente, as decisões de tratamento baseiam-se na progressão documentada da miopia12, ou seja, na linha de base e na deterioração do erro refrativo equivalente esférico (SE) no último ano. No entanto, as grandes flutuações na AE durante o desenvolvimento da miopia na infância e a escassez de registos documentados colocam questões práticas na tomada de decisões13. Para miopia em estágio terminal, a cirurgia de reforço escleral posterior (PSR), incluindo flambagem macular, é uma terapia clinicamente disponível para fortalecer a esclera posterior e interromper o alongamento contínuo do olho14,15. Mas os padrões sobre se e quando realizar cirurgias de PSR são controversos e inconclusivos15,16. Para orientar a tomada de decisão sobre o tratamento, existe uma necessidade urgente de biomarcadores que prevejam de forma confiável a progressão da miopia e indiquem alterações patológicas precoces nos olhos míopes.

Devido ao seu papel fundamental na definição do formato do olho, a esclera tem sido extensivamente estudada em modelos animais e em humanos com miopia ou miopia patológica17,18,19,20. A esclera é um tecido denso, rico em colágeno e mecanicamente forte, que reveste o olho e protege suas estruturas internas21. Durante o desenvolvimento e progressão da miopia, o segmento posterior da esclera sofre um processo de remodelação que inclui afinamento22, enfraquecimento23 e aumento da área superficial24, resultando em um alongamento axial excessivo do olho que prejudica sua função óptica. Além disso, o extenso remodelamento escleral pode predispor os pacientes ao estafiloma, uma bolsa irregular da parede posterior do olho, que é uma característica definidora da miopia patológica. O estafiloma pode criar forças de cisalhamento através da retina e é um dos principais fatores fisiopatológicos das complicações que ameaçam a visão associadas à miopia25. Atualmente, o estafiloma é diagnosticado através da observação de formato irregular do olho por meio de ultrassonografia ou tomografia de coerência óptica de campo amplo (OCT)6. No entanto, a deformação do formato do olho pode ser um resultado secundário de extensa remodelação escleral, que, a esta altura, já pode ter causado danos irreversíveis à retina26. Desde os estágios iniciais até os estágios finais da miopia, o colágeno escleral está em constante remodelação no nível microscópico; essas alterações incluem diminuição do diâmetro das fibras de colágeno27,28, mudança para arquitetura desordenada com redução no número de fibras entrelaçadas22,29 e alterações na direção das fibras30. Técnicas de imagem incluindo microscopia de luz de polarização (PLM)31,32 e microscopia eletrônica de transmissão (TEM) têm sido essenciais na identificação dessas alterações associadas ao remodelamento escleral, mas são adequadas apenas para amostras ex vivo. Atualmente, nenhuma ferramenta está disponível comercialmente para inspecionar o colágeno escleral posterior in vivo. Com base no conhecimento sobre a remodelação escleral em olhos míopes, imaginamos que uma ferramenta que permita imagens in vivo do colágeno na esclera posterior poderia permitir a avaliação do estado da miopia, a previsão de sua progressão, a identificação do enfraquecimento escleral e a avaliação prospectiva do risco de alterações patológicas.