Les chercheurs d'unité internationale produisent le modèle virtuel de tissu de la rétinopathie diabétique

En combinant des caractéristiques sur les yeux du patient d'optométrie avec des méthodes de calcul avancées, les chercheurs d'université d'Indiana ont produit un modèle virtuel de tissu de diabète dans l'oeil.

Les résultats, rapportés en bio-informatique du tourillon PLOS, montrent avec précision comment une petite protéine qui peut endommager ou élever des vaisseaux sanguins dans les causes perte de vision et cécité d'oeil dans les gens avec du diabète. L'étude pourrait également aboutir à améliorer la demande de règlement pour la rétinopathie diabétique, qui exige actuel le multiple, les chirurgies invasives qui ne sont pas toujours efficaces à long terme.

La recherche a été conduite par des scientifiques à l'école d'unité internationale de l'optométrie et à l'institut de Biocomplexity dans l'école d'unité internationale de l'informatique et de calculer.

Une cause classique de la perte de vision dans les gens avec du diabète, rétinopathie diabétique est responsable de 1 pour cent de toute la cécité mondiale et d'une principale cause de cécité dans les adultes américains.

« Avec l'épidémie actuelle du diabète dans les adultes, le nombre de gens avec les dégâts de visibilité du diabète continuera à monter, » a dit Thomas Gast, un ophtalmologue et scientifique de sénior à l'école d'unité internationale de l'optométrie, qui était un auteur important sur l'étude. « Cet article détermine une voie par étages des sucres de sang élevés d'un diabétique aux complications vasculaires dans l'oeil. Thérapeutiquement, la compréhension d'une maladie peut mener aux demandes de règlement améliorées. »

Une voie importante que la rétinopathie diabétique menace la visibilité est oedème diabétique. En cette condition, les plus petits récipients fournissant la rétine l'oxygène deviennent inétanches, entraînant le liquide gonfler l'endroit rétinien central et nuisant le type de visibilité exigé pour des activités précises telles que le relevé.

Ceci se produit parce que la perte de flux sanguin dans un récipient fait chuter le niveau local de l'oxygène, qui stimule la production locale du facteur de croissance endothélial vasculaire, ou VEGF, une protéine qui en la plupart des tissus fait réparer l'accroissement des vaisseaux sanguins neufs les dégâts. Cependant, dans une rétine avec les taux de sucre élevés, au lieu de réparer les dégâts, les médecins observent une cascade des dégâts qui propagent du récipient bloqué initial. Le régime et l'endroit de l'étape progressive des dégâts varient également grand entre les patients d'une voie apparemment imprévisible.

Le modèle virtuel de rétine dans l'étude d'unité internationale fournit la première preuve irréfutable pour pourquoi cette configuration de progression de la maladie est si variable, et prévoit où les dégâts se produiront ensuite. Il montre que l'obstruction d'un récipient entraîne une perte locale de l'oxygène dans la rétine, qui desserrage de déclencheurs de VEGF qui répartissent une plus grande région, qui, augmente consécutivement la probabilité de l'obstruction dans les récipients environnants, produire un « effet de domino. »

L'écart des dégâts de la région à la région dépend de la configuration détaillée des vaisseaux sanguins dans chaque patient et de la quantité de sang qu'ils transportent, qui varient grand de la personne à personne. Basé sur la structure vasculaire spécifique d'un patient, le modèle neuf des scientifiques d'unité internationale prévoit combien une obstruction dans un vaisseau sanguin augmentera la probabilité de l'obstruction dans chaque récipient voisin. Comme résultat, leur programme prévoit le régime spécifique et la configuration de ces dégâts vasculaires montants en cascade dans la personne.

Traitement actuel pour arrêter cet écart, photocoagulation appelé de laser, places un réseau carré d'approximativement 1 mm de brûlures uniformément en travers de l'arrière de la rétine en dehors de l'endroit de la bonne visibilité. Ces brûlures détruisent les endroits de la rétine qui absorbent l'oxygène, permettant à l'oxygène supplémentaire d'entrer dans la rétine des récipients plus profonds derrière la rétine. Elles produisent également des taches aveugles, et beaucoup de patients ont besoin des multiples traitements qui peuvent nuire leur côté et vision nocturne.

« Notre analyse propose que la demande de règlement de la rétine avec un grand nombre brûlures de très petites de laser pourrait éviter cette perte graduelle « comme un domino » de petits vaisseaux sanguins rétiniens et éviter l'élévation de VEGF et les complications principales de la rétinopathie diabétique, » M. Gast a dit.

Ce traitement personnalisé mettrait stratégiquement des « coupe-feu » des brûlures beaucoup plus petites autour des endroits desquels le modèle prévoit que les dégâts vasculaires s'étendront dans ce patient, réduisant grand le montant total des dégâts et réduisant la probabilité que les dégâts écarteront entre les brûlures et propageront en dépit de la demande de règlement. L'équipe d'unité internationale planification maintenant des études chez les animaux et, éventuel, examinera à d'autres pour partner sur les tests cliniques qui mettent en application la demande de règlement neuve chez l'homme.

Ils précisent également que le même mécanisme avéré pour endommager des vaisseaux sanguins dans l'oeil peut endommager diabétique les reins et les nerfs.

« Notre objectif est non seulement de fournir des réponses environ l'une maladie ou le procédé biologique, mais de fournir un outil qui permet à des chercheurs de répondre à beaucoup de types de questions, » a dit le vitrier de James, directeur de l'institut d'unité internationale Biocomplexity, qui est également un auteur sur un article ainsi qu'un papier récent différent qui ont de calcul décrit la maladie rénale polycystic fondamentale de mécanismes. « Aucun effort n'essaye n'importe où ailleurs de fournir une solution générale pour déployer les tissus virtuels en travers de toute une gamme de questions biomédicales significatives. »

Source:

Indiana University