Augenklinik und Poliklinik
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Die Technik der strukturierten Beleuchtungsmikroskopie (structured illumination microscopy, SIM) ist eine etablierte ultrastrukturelle Aufnahmemethode, die der hochauflösenden Visualisierung intrazellulärer Strukturen dient. In der Ophthalmologie findet diese Art der Bildgebung bisher wenig Anwendung.
SIM ermöglicht die histologische Darstellung retinaler Strukturen, wie der Zellen des humanen retinalen Pigmentepithels (RPE). In den Zellen des RPE reichern sich Granula an, die für die Autofluoreszenz-Bildgebung von Bedeutung sind. Anhand der Morphologie und autofluoreszierenden Merkmale lassen sich grundsätzlich drei Granulatypen im RPE unterscheiden: Melanosomen (M), Melanolipofuszin (ML)- und Lipofuszin (L)-Granula. Die Anwendung der SIM ermöglicht die präzise Darstellung und Differenzierung dieser autofluoreszierenden Strukturen, sowie die Bestimmung ihrer Anzahl und Lokalisation.
Ziel der Arbeit ist die Darstellung der im humanen RPE lokalisierten Granula mithilfe der SIM. Anhand der unterschiedlichen Autofluoreszenz (AF) der Granula können diese innerhalb des RPE-Zellkörpers klassifiziert, sowie deren Anzahl und Dichte analysiert werden. Diese Analyse wird in Altersgruppen und Retinalokalisationen differenziert. Zudem sind direkte Vergleiche zwischen der Histologie (SIM, ex vivo) und klinischen Aufnahmen (Fundusautofluoreszenz, in vivo) kaum existent. Durch Ermittlung der Gesamt-AF pro Zelle in Korrelation zu der intrazellulären Granuladichte und -verteilung soll eine neue Interpretationsebene ermöglicht werden.
Diese Arbeit soll helfen anhand der gewonnenen Daten die Stoffwechselmechanismen der Retina und deren Einfluss auf die Fundusautofluoreszenz (FAF) besser verstehen zu können. Sie soll insbesondere dazu beitragen bestehende und neue klinische FAF-Bildgebungsverfahren zu validieren, die Diagnostik pathologischer Prozesse der Retina zu optimieren und sowohl eine möglichst frühe Erkennung als auch präzise Prognostik zu ermöglichen.
Zudem sollen die Daten eine belastbare Basis darstellen, um die mit einem hohen Zeitaufwand verbundene manuelle Zellanalyse einer geschulten künstlichen Intelligenz zu überlassen. Damit könnte der Analyseprozess von Gewebeproben immens beschleunigt werden und in seiner Effizienz maximiert werden.
Fungal eye infections can lead to loss of vision and blindness. The disease is most prevalent in the tropics, although case numbers in moderate climates are increasing as well. This study aimed to determine the dominating filamentous fungi causing eye infections in Germany and their antifungal susceptibility profiles in order to improve treatment, including cases with unidentified pathogenic fungi. As such, we studied all filamentous fungi isolated from the eye or associated materials that were sent to the NRZMyk between 2014 and 2020. All strains were molecularly identified and antifungal susceptibility testing according to the EUCAST protocol was performed for common species. In total, 242 strains of 66 species were received. Fusarium was the dominating genus, followed by Aspergillus, Purpureocillium, Alternaria, and Scedosporium. The most prevalent species in eye samples were Fusarium petroliphilum, F. keratoplasticum, and F. solani of the Fusarium solani species complex. The spectrum of species comprises less susceptible taxa for amphotericin B, natamycin, and azoles, including voriconazole. Natamycin is effective for most species but not for Aspergillus flavus or Purpureocillium spp. Some strains of F. solani show MICs higher than 16 mg/L. Our data underline the importance of species identification for correct treatment.
We investigated whether trabeculopuncture (TP) could detect distal outflow resistance to predict the outcome of canal-based glaucoma surgery such as ab interno trabeculectomy (AIT). These procedures have a high utilization in open angle glaucoma, but fail in eyes with an unidentified distal outflow resistance. We assigned 81 porcine eyes to two groups: trial (n = 42) and control (n = 39). At 24 h, four YAG-laser trabeculopunctures were placed nasally, followed by a 180° AIT at the same site at 48 h. The proportion of TP responders between both AIT groups was compared. Histology and outflow canalograms were determined. Both post-TP and post-AIT IOPs were lower than baseline IOP (p = 0.015 and p < 0.01, respectively). The success rates of TP and AIT were 69% and 85.7%, respectively. Sensitivity and specificity values of TP as predictive test for AIT success were 77.7% and 83.3%, respectively. The positive and negative predictive values were 96.6% and 38.5%, respectively. We conclude that a 10% reduction in IOP after TP can be used as a predictor for the success (> 20% IOP decrease) of 180° AIT in porcine eyes.
PURPOSE. To investigate the effect of selective retina therapy (SRT) on the release of AMD-relevant cell mediators, such as matrix metalloproteinases (MMPs), VEGF, and pigment epithelium derived factor (PEDF) using different laser spot sizes and densities.
METHODS. Porcine RPE-choroid explants were treated with a pulsed 532 nm Nd:YAG laser using (1) large spot sizes, (2) small spot sizes with a high-density (hd) treatment, and (3) small spot sizes with a low-density (1d) treatment. Explains were cultivated in modified Ussing chambers. RPE regeneration and RPE cell death were investigated by calcein-AM staining and immunofluorescence. The MMP release was examined via zymography and immunofluorescence. VEGF and PEDF secretion was analyzed by ELISA.
RESULTS. During pigment epithelium regeneration (PER), mitosis and RPE cell migration were observed. Four days after SRT (large spot size) the content of active MMP2 increased significantly (P < 0.01). Hd treatment with small spot sizes resulted also in an increase of active MMP2 (P < 0.05). In immunofluorescence explants showed a localized expression of MMP2 within the healing lesions after irradiation. The PEDF level increased significantly (P = 0.01) after SRT with large spot sizes. VEGF secretion decreased significantly (P < 0.05) following SRT with large spot sizes and with hd treatment of small spot sizes.
CONCLUSIONS. SRT induces a cytokine profile, which may improve the flux across Brach's membrane, slows down progression of early AMD by RPE regeneration, and inhibits the formation of choroidal neovascularization. The cytokine release depends on the size and density of applied laser spots.
Transforming growth factor β (TGFβ) signaling has manifold functions such as regulation of cell growth, differentiation, migration, and apoptosis. Moreover, there is increasing evidence that it also acts in a neuroprotective manner. We recently showed that TGFβ receptor type 2 (Tgfbr2) is upregulated in retinal neurons and Müller cells during retinal degeneration. In this study we investigated if this upregulation of TGFβ signaling would have functional consequences in protecting retinal neurons. To this end, we analyzed the impact of TGFβ signaling on photoreceptor viability using mice with cell type-specific deletion of Tgfbr2 in retinal neurons and Müller cells (Tgfbr2\(_{ΔOC}\)) in combination with a genetic model of photoreceptor degeneration (VPP). We examined retinal morphology and the degree of photoreceptor degeneration, as well as alterations of the retinal transcriptome. In summary, retinal morphology was not altered due to TGFβ signaling deficiency. In contrast, VPP-induced photoreceptor degeneration was drastically exacerbated in double mutant mice (Tgfbr2\(_{ΔOC}\); VPP) by induction of pro-apoptotic genes and dysregulation of the MAP kinase pathway. Therefore, TGFβ signaling in retinal neurons and Müller cells exhibits a neuroprotective effect and might pose promising therapeutic options to attenuate photoreceptor degeneration in humans.
Abstract
Purpose: To compare ab interno trabeculectomy by trabecular meshwork excision to plasma-mediated ablation in primary open-angle glaucoma.
Methods: Retrospectively collected data of TrabEx+ (n=56) and Trabectome (n=99) were compared by coarsened exact matching to reduce confounding and matched based on baseline intraocular pressure and age. Primary outcomes were intraocular pressure and the number of glaucoma medications. Complications and the need for additional glaucoma surgery were assessed. Patients were followed for up to one year.
Results: 53 TrabEx+ could be matched to Trabectome. Baseline intraocular pressure was 16.5 ± 4.6 mmHg in both; age was 73.7 ± 8.8 years and 71.5 ± 9.9 years in TrabEx+ and Trabectome, respectively. TrabEx+ were taking more medications than Trabectome (p<0.001). Intraocular pressure was reduced to 14.8±4.3 in TrabEx+ and 13.4±3.4 in Trabectome at 6 months, and to 14.9±6.0 (p=0.13) in TrabEx+ and to 14.1±3.8 mmHg (all p<0.05) in Trabectome at 12 months. Medications were reduced at both 6 and 12 months (p< 0.05). No differences were seen between both groups at 6 and 12 months. In TrabEx+, only one serious complication occurred, and two patients required further glaucoma surgery.
Conclusion: Although both groups had a baseline intraocular pressure considered low for ab interno trabeculectomy, intraocular pressure and medications were reduced further at 6 and 12 months. Intraocular pressure reduction did not reach significance in TrabEx+ at 12 months. The inter-group comparison did not reveal any significant differences. Both had a low complication rate.
Die quantitative Fundusautofluoreszenz (QAF) erlaubt den Vergleich von Autofluoreszenzintensitäten zwischen Probanden. Zur QAF im sich entwickelnden und reifenden Auge liegen bisher nur sehr wenige Daten vor.
In dieser Studie wurde bei 70 augengesunden kaukasischen Kindern (5 - 18 Jahren) eine multimodale Bildgebung durchgeführt (QAF, OCT). Die QAF und retinalen Dicken wurden an definierten Lokalisationen bestimmt (entlang des horizontalen Meridians, ETDRS-Analysemuster, und weitere). Die weitere Analyse erfolgte mittels eigens dafür erstellten Fiji-plugins. Für die verschiedenen Altersgruppen wurden Standardretinae erstellt.
53 Patienten wurden eingeschlossen. Die QAF war in der Kindheit niedrig, nahm aber stetig zu, auch an der Fovea. Es bestanden keine Geschlechtsunterschiede. Die QAF-Verteilung war ähnlich der von Erwachsenen mit einem Maximum im superior-temporalen Quadranten. An individuellen Punkten blieben die retinalen Schichtdicken mit dem Alter stabil. Im ETDRS-Analysemuster zeigte sich ein signifikanter Anstieg des retinalen Pigmentepithel mit dem Alter. Die Standardretinae zeigten einen signifikanten Anstieg der QAF mit dem Alter.
QAF-Bildgebung ist auch bei jungen Kindern verlässlich durchführbar. Funktions-Struktur-Analysen zeigten eine Verdickung der äußeren Retina und zunehmender QAF mit dem Alter. Dies ist wahrscheinlich auf ein Zunahme von autofluoreszenten Granula in der äußeren Retina zurückzuführen. Standardretinae können zukünftig helfen Pathologien zu erkennen oder Therapien zu überwachen.
Ziel der Studie: Evaluation der Effektivität und Sicherheit des Kollagen-Crosslinkings der Hornhaut mit Riboflavin und UV-A (CXL) bei progressivem Keratokonus über einen Nachbeobachtungszeitraum von bis zu 10 Jahren.
Design: Retrospektive klinische Längsschnittstudie
Methoden: 131 Augen von 131 Patienten (männlich:weiblich = 95:36) erhielten an der Universitäts-Augenklinik Würzburg zwischen 2006 und 2016 ein Kollagen-Crosslinking (CXL) nach dem Dresdner Standardprotokoll, bestehend aus einer Abrasio, Applikation von iso-osmolaren Riboflavin/Dextran-Augentropfen für 30 min und anschließender UV-A-Bestrahlung mit 3 mW/cm2 für 30 min. Die retrospektive Nachbeobachtung betrug 1 (n=103 Augen) bis maximal 10 Jahre (n=44 Augen). Einschlusskriterien waren eine Zunahme des maximalen Hornhautkrümmungsradius (Kmax, gemessen mittels Pentacam HR) >1 dpt und eine Hornhautdicke >400 µm nach Abrasio. Für parametrische bzw. nichtparametrische Daten wurde der T-Test bzw. der Wilcoxon-Vorzeichen-Rangsummentest durchgeführt.
Ergebnisse: 1 bis 3 Jahre präoperativ nahm der Median von Kmax und K2 signifikant um 1,5 dpt (p=0,001) und 1,1 dpt (p<0,001) bis zur Behandlung zu. Die apikale Hornhautdicke nahm nach 1-3 Jahren präoperativ um 12 µm ab (p=0,003).
Postoperativ stieg der Median von K2 zunächst bis nach 1 Jahr um 0,1 dpt, nahm dann aber über den weiteren Nachbeobachtungszeitraum kontinuierlich ab, nach 10 Jahren lag er um 0,85 dpt (p=0,021) unter dem Ausgangswert. Die mittlere apikale Hornhautdicke nahm nach 3, 7 bzw. 10 Jahren um 11 µm (p<0,001), 9 µm (p=0,014) und 3 µm (p=0,358) ab. Der mediane Kmax zeigte Schwankungen ohne signifikante Veränderung. Der mittlere bestkorrigierte Visus (logMAR) nahm nach 5 Jahren signifikant um 0,13 und nach 10 Jahren um 0,08 ab (p=0,013 und p=0,010).
Der Anteil der Non-Responder, definiert durch einen postoperativen Anstieg von Kmax>2 dpt, nahm von 16% nach 5 auf 33% nach 10 Jahren zu. Risikofaktoren waren ein junges Alter, hoher Astigmatismus, eine dünne Hornhaut und atopische Dermatitis. 4 Augen erhielten im Verlauf komplikationslos eine Revernetzung, woraufhin sich keine weitere Krankheitsprogression zeigte.
Fazit: Die CXL-Behandlung kann die Progression des Keratokonus verlangsamen oder stoppen. Allerdings war ab 5 Jahren nach dem Eingriff eine Abnahme des Anteils der Responder zu beobachten. Regelmäßige Nachkontrollen sollten daher besonders auch im Langzeitverlauf durchgeführt werden, um eine erneute Progression frühzeitig erkennen und behandeln zu können.
Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von CQ- und HCQ-Einnahme auf die quantitative Fundusautofluoreszenz (QAF) zu untersuchen. Untersucht wurde, ob sich die QAF als Screening Methode in der Früherkennung von CQ/HCQ induzierten retinalen Veränderungen eignet.
Dazu wurden erstmalig in einer prospektiven Querschnittsstudie 38 Patienten unter CQ/HCQ Therapie eingeschlossen und mittels multimodaler Bildgebung (FAF, QAF, SD-OCT) sowie weiteren funktionellen Test (mfERG und Perimetrie) untersucht. QAF Aufnahmen wurden mittels FIJI Plug-Ins analysiert und gegen eine alters- und geschlechtsadaptierte Kontrollgruppe verglichen. Bei 5 der 38 Patienten zeigten sich für die CQ/HCQ Makulopathie typische Veränderungen in allen Modalitäten. Aufgrund der kontrovers diskutierten Aussagekraft der QAF im Alter über 60 Jahren formten wir eine Subpopulation der Patienten bis 60 Jahre, bei denen in 4 von 29 Fällen CQ/HCQ induzierte Veränderungen sichtbar waren. Unabhängig vom Alter zeigt sich bei Patienten ohne BEM, verglichen zur Kontrollgruppe, signifikant erhöhte QAF Werte. Diese fallen bereits nach kurzer Einnahmedauer auf und bleiben Jahre nach Absetzen der Therapie bestehen. Die erhöhten QAF Werte treten, mit Ausnahme der Patientin mit ausgeprägter BEM, in Abwesenheit von Pathologien in den anderen Untersuchungsmethoden und Veränderungen der äußeren Netzhaut in der SD-OCT auf. Bei Patienten mit BEM sind in den QAF Aufnahmen das typische parafoveale Autofluoreszenzmuster, sowie hohe QAF Werte außerhalb der Atrophiezone in der Perifovea zu erkennen.
Erhöhte QAF Werte, bereits nach kurzer Einnahme, könnten auf Einlagerungen von CQ/HCQ oder deren Metaboliten zurückzuführen sein. Inwieweit sich Intensitäten und Muster der QAF im Verlauf der Medikamenteneinnahme verändern und so Hinweise auf mögliche frühe Netzhautschäden durch die Medikamente geben können, ist durch diese Arbeit nicht geklärt. Ob die QAF ein mögliches Screening Instrument zur frühen Detektion einer BEM sein kann, muss in weiteren Verlaufsstudien untersucht werden.
To investigate trabeculopuncture (TP) for predicting the outcome of ab interno trabeculectomy (AIT). Ex vivo porcine anterior segments were perfused and sequentially underwent two procedures, TP and AIT. We concluded that a 10% reduction in IOP after TP can be used to predict the success (>20% IOP decrease) of AIT in porcine eyes. As porcine eyes share many similarities with human eyes, our findings may have implications on the validity of this test as a predictor for surgical outcomes of AITs in humans.