Os pesquisadores do IU criam o modelo virtual do tecido do retinopathy do diabético

Combinando dados nos olhos do paciente da optometria com os métodos computacionais avançados, os pesquisadores da universidade de Indiana criaram um modelo virtual do tecido do diabetes no olho.

Os resultados, relatados na biologia computacional do jornal PLOS, mostram precisamente como uma proteína pequena que possa danificar ou crescer vasos sanguíneos na perda e na cegueira da visão das causas do olho nos povos com diabetes. O estudo poderia igualmente conduzir para melhorar o tratamento para o retinopathy do diabético, que exige actualmente o múltiplo, os procedimentos invasores que não são sempre eficazes a longo prazo.

A pesquisa foi conduzida por cientistas na escola do IU da optometria e no instituto de Biocomplexity na escola do IU da informática e da computação.

Uma causa comum da perda da visão nos povos com diabetes, retinopathy do diabético é responsável para 1 por cento de toda a cegueira no mundo inteiro e uma causa principal da cegueira em adultos americanos.

“Com a epidemia actual do diabetes nos adultos, o número de pessoas com dano da visão do diabetes continuará a aumentar,” disse Thomas Gast, um oftalmologista e cientista superior na escola do IU da optometria, que era um autor principal no estudo. “Este papel estabelece um caminho passo a passo dos açúcares de sangue elevados de um diabético às complicações vasculares no olho. Terapêutica, compreender uma doença pode conduzir aos tratamentos melhorados.”

Um diabético que principal da maneira o retinopathy ameaça a visão é edema do diabético. Nesta circunstância, as embarcações as menores que fornecem a retina com o oxigênio tornam-se gotejantes, fazendo com que o líquido inche a área retina central e danificando o tipo de visão exigido para actividades precisas tais como a leitura.

Isto acontece porque a perda de circulação sanguínea em uma embarcação faz com que o nível local do oxigênio deixe cair, que estimula a produção local de factor de crescimento endothelial vascular, ou VEGF, uma proteína que na maioria de tecidos cause o crescimento de vasos sanguíneos novos a dano do reparo. Contudo, em uma retina com níveis elevados do açúcar, em vez de reparar o dano, os médicos observam uma cascata de dano que propaga da embarcação obstruída inicial. A taxa e a área da progressão do dano igualmente variam extremamente entre pacientes em uma maneira convenientemente imprevisível.

O modelo virtual da retina no estudo do IU fornece o primeiro forte evidência para porque este teste padrão da progressão da doença é tão variável, e prevê onde dano ocorrerá em seguida. Mostra que o bloqueio de uma embarcação causa uma perda local de oxigênio na retina, que liberação dos disparadores de VEGF que espalha sobre uma região maior, que, aumenta por sua vez a probabilidade do bloqueio nas embarcações circunvizinhas, a criação de “de um efeito dominó.”

A propagação de dano da região à região depende do teste padrão detalhado de vasos sanguíneos em cada paciente e da quantidade de sangue que levam, ambo variam extremamente de pessoal. Baseado na estrutura vascular específica de um paciente, o modelo novo dos cientistas do IU calcula quanto um bloqueio em um vaso sanguíneo aumentará a probabilidade do bloqueio em cada embarcação vizinha. Em conseqüência, seu programa prevê a taxa específica e o teste padrão deste dano vascular de conexão em cascata no indivíduo.

O tratamento actual para parar esta propagação, chamada photocoagulation do laser, coloca uma grade quadrada de aproximadamente 1 milímetro das queimaduras uniformemente através da parte traseira da retina fora da área da boa visão. Estas queimaduras destroem as áreas da retina que consomem o oxigênio, permitindo que o oxigênio extra mova-se na retina de umas embarcações mais profundas atrás da retina. Igualmente criam pontos cegos, e muitos pacientes exigem os tratamentos múltiplos que podem danificar seus lado e visão nocturna.

“Nossa análise sugere que o tratamento da retina com um grande número queimaduras muito pequenas do laser poderia impedir este “dominó-como” a perda progressiva de vasos sanguíneos retinas pequenos e para impedir a elevação de VEGF e as complicações principais do retinopathy do diabético,” o Dr. Gast disse.

Esta terapia particularizada colocaria estratègica “guarda-fogos” de queimaduras muito menores em torno das áreas de que o modelo prevê que dano vascular espalhará nesse paciente, reduzindo extremamente a quantidade total de dano e reduzindo a probabilidade que dano espalhará entre as queimaduras e propagará apesar do tratamento. A equipe do IU está planeando agora estudos nos animais e, finalmente, olhará a outro para partner nos ensaios clínicos que executam o tratamento novo nos seres humanos.

Igualmente indicam que o mesmo mecanismo encontrado para causar dano aos vasos sanguíneos no olho pode causar dano do diabético aos rins e aos nervos.

“Nosso objetivo é entregar não somente respostas aproximadamente uma doença ou o processo biológico, mas fornecer uma ferramenta que permita que os pesquisadores respondam a muitos tipos de perguntas,” disse o vidraceiro de James, director do instituto do IU Biocomplexity, que é igualmente um autor no papel assim como em um outro papel recente que descreveram computacionalmente a doença renal polycystic subjacente dos mecanismos. “Nenhum esforço tenta em qualquer outro lugar fornecer uma solução geral para distribuir tecidos virtuais através de uma escala inteira de perguntas biomedicáveis significativas.”

Source:

Indiana University