Визуализация нейритических бляшек при болезни Альцгеймера с помощью поляризационно-чувствительной оптической когерентной микроскопии

Разработчик

Бернхард Бауманн, Адельхейд Вёрер, Габор Г. Ковач, Кристоф К. Хитценбергер и др.

Описание технологии

Одним из основных признаков болезни Альцгеймера (AD) и церебральной амилоидной ангиопатии является накапливание внеклеточных старческих (нейритических) бляшек и отложений, состоящих из бета-амилоида, на стенках кровеносных сосудов. При болезни Альцгеймера образование бляшек бета-амилоида различных морфологических форм предшествует дегенерации нейронов. Большинство из них обладают свойствами двойного лучепреломления вследствие параллельного расположения фибрилл амилоида.

Данная технология позволяет проводить поляризационно-чувствительную оптическую когерентную микроскопию (PS-ОСМ) для визуализации зрелых нейритических бляшек бета-амилоида благодаря их двоякопреломляющим свойствам. Были исследованы фиксированные формалином посмертные образцы мозга пациентов с болезнью Альцгеймера на поздних стадиях. В нескольких областях коры головного мозга, нейритические бляшки бета-амилоида были успешно визуализированы в томографических и трехмерных изображениях. Поляризация серого вещества коры головного мозга сохранялась, тогда как в нейритических бляшках наблюдалось увеличение запаздывания фаз. В соответствии с результатами обработки изображений PS-OCM было проведено компьютерное моделирование 3D-структуры старческих бляшек бета-амилоида для различных настроек освещения и размеров бляшек. Кроме того, в отобранных пробах были исследованы двоякопреломляющие свойства стенок корковых и менингеальных сосудов при церебральной амилоидной ангиопатии. Значительное увеличение двулучепреломления было обнаружено в небольших сосудах. В целом, эти результаты свидетельствуют о том, что при помощи поляризационно-чувствительной оптической когерентной микроскопии можно оценить амилоидоз благодаря свойствам двойного лучепреломления, присущим нейритическим бляшкам.

Практическое применение

Технология высоко перспективна как диагностический метод для оценки прогрессирования болезни Альцгеймера на основании состояния и развития нейритических бляшек в сосудах головного мозга. Метод пригоден для использования в практической медицине и экспериментальных научных исследованиях.

Лаборатории

• Medical University of Vienna, Center for Medical Physics and Biomedical Engineering, Vienna (Austria)
• General Hospital and Medical University of Vienna, Institute of Neurology, Vienna (Austria)
• General Hospital and Medical University of Vienna, Department of Biomedical Imaging and Image-guided Therapy, Vienna (Austria)

Ссылки

Публикации

• Baumann, B. et al. «Visualization of neuritic plaques in Alzheimer’s disease by polarization-sensitive optical coherence microscopy." 7 Scientific Reports (2017): 43477.
• Pircher, M., Hitzenberger, C. K. & Schmidt-Erfurth, U. «Polarization sensitive optical coherence tomography in the human eye." 30 Prog. Retin. Eye Res. (2011): 431–451.
• Götzinger, E. et al. «Polarization maintaining fiber based ultra-high resolution spectral domain polarization sensitive optical coherence tomography." 17 Opt. Express (2009): 22704–22717.