I ricercatori di IU creano il modello virtuale del tessuto di retinopatia diabetica

Combinando i dati sugli occhi del paziente di optometria con i metodi di calcolo avanzati, i ricercatori di Indiana University hanno creato un modello virtuale del tessuto del diabete nell'occhio.

I risultati, riferiti nella biologia di calcolo del giornale PLOS, mostrano precisamente come una piccola proteina che può sia danneggiare o coltivare i vasi sanguigni nella perdita che nella cecità della visione di cause dell'occhio nella gente con il diabete. Lo studio potrebbe anche piombo per migliorare il trattamento per retinopatia diabetica, che corrente richiede il multiplo, procedure dilaganti che non sono sempre efficaci a lungo termine.

La ricerca è stata condotta dagli scienziati al banco di IU di optometria ed all'istituto di Biocomplexity nel banco di IU dell'informatica e di computazione.

Una causa comune di perdita della visione nella gente con il diabete, retinopatia diabetica è responsabile di 1 per cento di tutta la cecità universalmente e di una causa principale di cecità in adulti americani.

“Con l'epidemia corrente di diabete in adulti, il numero della gente con danno della visione dal diabete continuerà ad aumentare,„ ha detto Thomas Gast, un oftalmologo e scienziato senior al banco di IU di optometria, che era un autore principale sullo studio. “Questo documento stabilisce una via graduale dagli zuccheri di sangue elevati di un diabetico alle complicazioni vascolari nell'occhio. Dal punto di vista terapeutico, capire una malattia può piombo ai trattamenti migliori.„

Un modo che importante la retinopatia diabetica minaccia la visione è edema diabetico. In questa circostanza, le più piccole imbarcazioni che forniscono alla retina l'ossigeno diventano colanti, inducendo il liquido a gonfiare l'area retinica centrale ed alterando il tipo di visione richiesto per le attività precise quale lettura.

Ciò accade perché la perdita di flusso sanguigno in un'imbarcazione induce il livello locale dell'ossigeno a cadere, che stimola la produzione locale del fattore di crescita endoteliale vascolare, o VEGF, una proteina che nella maggior parte dei tessuti causa la crescita di nuovi vasi sanguigni a danno della riparazione. Tuttavia, in una retina con i livelli elevati dello zucchero, invece di riparazione del danno, i medici osservano una cascata di danno che si propaga dall'imbarcazione bloccata iniziale. La tariffa e l'area della progressione del danno egualmente variano notevolmente fra i pazienti in un modo apparentemente imprevedibile.

Il modello virtuale della retina nello studio di IU fornisce la prima prova ben fondata per perché questo reticolo della progressione di malattia è così variabile e predice dove il danno accadrà dopo. Mostra che il bloccaggio di un'imbarcazione causa una perdita locale di ossigeno nella retina, che versione di grilletti di VEGF che si diffonde una più grande regione, che, a loro volta aumenta la probabilità del bloccaggio nelle imbarcazioni circostanti, la creazione “dell'effetto di domino.„

La diffusione di danneggiamento dalla regione della regione dipende dal reticolo dettagliato dei vasi sanguigni in ogni paziente e dalla quantità di sangue che portano, di cui tutt'e due variano notevolmente da personale. Sulla base della struttura vascolare specifica di un paziente, il nuovo modello degli scienziati di IU calcola quanto un bloccaggio in un vaso sanguigno aumenterà la probabilità del bloccaggio in ogni imbarcazione vicina. Di conseguenza, il loro programma predice la tariffa specifica ed il reticolo di questo danno vascolare precipitante a cascata nella persona.

Il trattamento corrente per fermare questa diffusione, chiamata photocoagulation del laser, colloca costante una griglia quadrata di circa 1 millimetro delle ustioni attraverso la parte posteriore della retina fuori dell'area di buona visione. Queste ustioni distruggono le aree della retina che consumano l'ossigeno, permettendo che l'ossigeno extra entri nella retina dalle imbarcazioni più profonde dietro la retina. Egualmente creano gli angoli morti e molti pazienti richiedono i trattamenti multipli che possono alterare il loro lato e visione notturna.

“La nostra analisi suggerisce che il trattamento della retina con tantissime molto piccole ustioni del laser potrebbe impedire questa perdita progressiva “del tipo di domino„ di piccoli vasi sanguigni retinici ed impedire elevazione di VEGF e le complicazioni principali di retinopatia diabetica,„ il Dott. Gast ha detto.

Questa terapia individualizzata collocherebbe strategico “i tagliafuochi„ di ustioni molto più piccole intorno alle aree da cui il modello predice che il danno vascolare si spargerà in quel paziente, notevolmente diminuente la somma totale di danno e diminuente la probabilità che il danno spargerà fra le ustioni e propagherà malgrado il trattamento. Il gruppo di IU ora pianificazione gli studi in animali e, infine, guarderà ad altri per partner sui test clinici che applicano il nuovo trattamento in esseri umani.

Egualmente precisano che lo stesso meccanismo trovato per danneggiare i vasi sanguigni nell'occhio può danneggiare diabetico i reni ed i nervi.

“Il nostro scopo è non solo di consegnare le risposte circa una malattia o il trattamento biologico, ma di fornire uno strumento che permette che i ricercatori rispondano a molti tipi di domande,„ ha detto il vetraio di James, Direttore dell'istituto di IU Biocomplexity, che è egualmente un autore sul documento come pure su un altro documento recente che hanno descritto informaticamente la malattia renale policistica di fondo dei meccanismi. “Nessuno sforzo in qualsiasi altro luogo tenta di fornire una soluzione generale per lo spiegamento dei tessuti virtuali attraverso un'intera gamma di domande biomediche significative.„

Source:

Indiana University