Penyakit neurodegeneratif adalah sekelompok penyakit yang mengganggu memori, kognisi, dan fungsi motorik. Mereka memiliki karakteristik umum seperti hubungan kuat dengan penuaan, agregasi protein abnormal, dan perjalanan yang lambat dan ireversibel. Penyakit yang representatif termasuk Alzheimer, Parkinson, ALS, Huntington, dan demensia frontotemporal.
Penyakit-penyakit ini ditandai dengan onset yang tersembunyi, di mana perubahan neuropatologis berlangsung selama beberapa tahun sebelum gejala klinis muncul. Hal ini membuat diagnosis pada tahap awal menjadi sulit, menyebabkan keterlambatan dalam memulai pengobatan. Tidak jarang gambaran klinis tetap kabur sampai sejumlah besar jaringan saraf hilang secara ireversibel.
Retina merupakan perpanjangan dari sistem saraf pusat dan satu-satunya lokasi yang dapat diamati secara non-invasif. Secara embriologis, retina dan saraf optik terbentuk dari diensefalon, dan tetap terhubung dengan SSP melalui saraf optik setelah lahir. Secara anatomis, struktur berlapis retina dan sawar darah-retina mirip dengan SSP, dan komposisi unit neurovaskular juga sama. 1)
Optical Coherence Tomography adalah teknik pencitraan non-invasif yang menggunakan cahaya pantulan untuk membuat gambar 2D dan 3D resolusi tinggi dari struktur retina. Karena dapat mengevaluasi ketebalan berbagai lapisan retina secara objektif dan kuantitatif, ia menarik perhatian sebagai alat deteksi kerusakan struktural pada jalur visual. 1) Studi jaringan postmortem telah menunjukkan penurunan ketebalan jaringan retina pada Alzheimer, Parkinson, dan ALS, dan OCT menjadi alat yang kuat untuk menangkap perubahan ini secara in vivo.
OCT Angiography, subkumpulan OCT, mencitrakan integritas pembuluh darah retina dan saraf optik, terutama mengevaluasi perfusi aliran darah. Ia dapat menggambarkan perubahan pada tingkat kapiler (5-15 µm) tanpa menggunakan zat kontras, dan kelainan telah dilaporkan pada Parkinson, Huntington, ALS, Alzheimer, dan multiple sclerosis. 1)
Retina adalah jaringan yang secara embriologis, anatomis, dan fisiologis sama dengan otak. Sebagaimana penyakit neurodegeneratif merusak neuron di otak, neuron di retina juga mengalami degenerasi. Karena OCT dapat mengukur setiap lapisan retina secara kuantitatif dan non-invasif, OCT diteliti sebagai biomarker yang mencerminkan neurodegenerasi di otak. 1)
Gejala visual yang terkait dengan penyakit neurodegeneratif bervariasi tergantung penyakitnya, tetapi gejala umum meliputi:
Berikut adalah perubahan retina utama yang terdeteksi oleh OCT berdasarkan penyakit.
Penyakit Alzheimer
Penipisan RNFL peripapiler: Ditemukan di semua kuadran, paling menonjol di kuadran superior. Rata-rata perbedaan standar (SMD) = −0,67. 1)
Penipisan GC-IPL makula: SMD = −0,46. Mungkin lebih sensitif daripada penipisan RNFL peripapiler dalam menilai neurodegenerasi pada AD. 1)
Perubahan pembuluh darah retina: Terlihat penjarangan jaringan pembuluh darah dan peningkatan tortuositas pembuluh darah dibandingkan dengan kelompok kontrol. 1)
Penyakit Parkinson
Penipisan RNFL di semua kuadran: Meta-analisis mengonfirmasi penipisan di semua kuadran pada pasien PD. 1)
Penipisan lapisan retina dalam (IRL): IRL parafoveal menurun sekitar 15% dibandingkan dengan kelompok kontrol. Diperkirakan disebabkan oleh hilangnya sel amakrin dopaminergik. 1)
Perubahan cekungan fovea: Penipisan dan pelebaran cekungan fovea telah dilaporkan sebagai ciri kuantitatif PD. 1)
Pada PSP (paralisis supranuklear progresif), rasio ONL:OPL dilaporkan dapat membedakan PSP (<5,03) dan MSA (>5,03) dengan sensitivitas 88% dan spesifisitas 91%. 1) Pada ALS (sklerosis lateral amiotrofik) juga dilaporkan penipisan RNFL peripapiler, namun jumlah penelitian masih terbatas.
OCT memiliki kemampuan deteksi yang tinggi terhadap kerusakan sel ganglion retina dan aksonnya akibat lesi jalur penglihatan, dan berguna sebagai metode evaluasi objektif dan kuantitatif. Ketebalan cpRNFL dan ketebalan lapisan retina dalam makula dianalisis dengan tampilan probabilitas yang dibandingkan dengan database mata normal berdasarkan usia yang terpasang di perangkat, namun karena ketebalan normal sangat bervariasi antar individu, evaluasi dengan nilai terukur dan perbandingan dengan mata lawan juga penting.
Saat ini, penggunaan OCT untuk menilai keparahan masih sulit. Beberapa penelitian menunjukkan korelasi antara penipisan RNFL dan perkembangan penyakit, namun ada juga laporan pada pasien AD yang tidak menunjukkan korelasi antara skor MMSE dan ketebalan RNFL. 1) Penggunaan OCT untuk penilaian keparahan merupakan topik penelitian di masa depan.
Penyakit neurodegeneratif adalah penyakit multifaktorial dan memiliki karakteristik umum berikut:
Mengenai degenerasi pada retina, belum diketahui apakah ini degenerasi saraf primer (degenerasi pada retina itu sendiri) atau degenerasi retrograde sekunder akibat hilangnya neuron di otak. Pada AD, dua mekanisme berikut telah diusulkan. 1)
Pada retina pasien AD, deposit amiloid beta meningkat dibandingkan kelompok kontrol, dan cenderung berkumpul di sekitar pembuluh darah terutama di kuadran superior perifer. 1) Akumulasi amiloid beta retina mungkin terjadi lebih awal daripada di otak, dan meningkat seiring perkembangan penyakit. 1) Namun, temuan ini tidak konsisten antar literatur, dan keberadaan patologi retina pada AD masih diperdebatkan. 1)
Evaluasi retina menggunakan OCT memainkan peran sentral dalam penelitian biomarker penyakit neurodegeneratif. Berikut adalah indikator evaluasi utama dan metode pengukuran.
Indikator evaluasi OCT utama ditunjukkan pada tabel berikut.
| Indikator Evaluasi | Singkatan | Penyakit Target Utama |
|---|---|---|
| Ketebalan lapisan serabut saraf retina peripapiler | cpRNFL | AD, PD, ALS |
| Kompleks sel ganglion dan lapisan pleksiform dalam makula | GC-IPL | AD·PD |
| Lapisan retina dalam | IRL | PD |
| Rasio lapisan nukleus luar terhadap lapisan pleksiform luar | Rasio ONL:OPL | Diferensiasi PSP·MSA |
SD-OCT (OCT domain spektral) adalah metode standar saat ini. Pengukuran GC-IPL makula mungkin lebih sensitif untuk mengevaluasi neurodegenerasi pada AD dibandingkan RNFL peripapiler, karena area ini mengandung lebih dari 50% volume total RGC. 1)
Reproduksibilitas pengukuran RNFL peripapiler dengan SD-OCT tinggi (ICC antar pemeriksaan = 0,927, CoV = 3,83%), dan GC-IPL menunjukkan reproduksibilitas yang lebih tinggi (ICC = 0,968, CoV = 1,91%). 1)
SS-OCT (OCT sumber sapuan) adalah teknologi generasi baru, dan beberapa penelitian menunjukkan penipisan retina pada PD bersamaan dengan peningkatan ketebalan koroid. 1)
OCTA menggambarkan kapiler retina tanpa menggunakan agen kontras, dan dapat mengukur indikator berikut secara kuantitatif.
Dalam bidang neuro-oftalmologi, OCTA dapat mengevaluasi kapiler peripapiler radial (RPC) di sekitar diskus optikus, sehingga memungkinkan deteksi dilatasi, tortuositas, dan penurunan kepadatan pembuluh darah retina superfisial. Penurunan kepadatan pembuluh darah diamati di area yang sesuai dengan defek lapisan serat saraf (NFLD) pada fundus.
Kegunaan OCT dalam membedakan PSP dan MSA juga telah diteliti. Saat menggunakan rasio ONL:OPL sebagai indikator, dilaporkan bahwa PSP (rasio <5,03) dan MSA (rasio >5,03) dapat dibedakan dengan sensitivitas 88% dan spesifisitas 91%. 1)
Saat ini, diagnosis pasti tidak dapat ditegakkan hanya dengan OCT. OCT menyediakan biomarker yang mencurigakan untuk penyakit neurodegeneratif, tetapi perlu dibedakan dari penipisan retina akibat penyebab lain seperti glaukoma atau perubahan terkait usia. Diagnosis penyakit neurodegeneratif selalu didasarkan pada evaluasi klinis yang komprehensif. 1)
Saat ini, pemeriksaan OCT pada penyakit neurodegeneratif diposisikan sebagai alat penelitian dan pemantauan, dan belum ada terapi spesifik yang ditetapkan berdasarkan temuan OCT. Pengobatan masing-masing penyakit neurodegeneratif terutama dilakukan oleh dokter saraf.
Manajemen oftalmologi meliputi:
Kesamaan antara retina dan otak sangat luas. 1)
Patologi otak AD (plak amiloid beta, perubahan neurofibrillary tau, hilangnya neuron) dianggap mengganggu koneksi saraf di jalur penglihatan, menyebabkan degenerasi retrograde pada saraf optik dan retina. 1) Namun, pada varian atrofi kortikal posterior AD, di mana korteks oksipital terutama terkena, tidak ditemukan perbedaan pada RNFL peripapiler dibandingkan kelompok kontrol, menunjukkan bahwa degenerasi retrograde saja tidak dapat menjelaskan temuan ini. 1)
Sebagai alternatif, diajukan teori patologi bersama, di mana amiloid beta, tau fibrilar, dan neuroinflamasi terjadi bersamaan di otak dan retina. Gliosis reaktif (penebalan RNFL) yang kadang terlihat di retina dalam pada AD awal mungkin mendahului penipisan RNFL, atau dapat menutupi penipisan RNFL halus pada OCT. 1)
Selain itu, sebagian besar deposisi amiloid beta retina ditemukan di GC-IPL, dan sebagian berkelompok di sekitar pembuluh darah. Amiloid beta retina secara kualitatif mirip dengan plak amiloid beta otak, lesi definitif AD, dan hanya terdeteksi dalam jumlah minimal pada kelompok kontrol non-AD. 1)
Dopamin adalah neurotransmitter penting di retina, dan sel amakrin dopaminergik terdapat di lapisan nukleus dalam dan lapisan pleksiform dalam. Reseptor dopamin telah diidentifikasi pada sel epitel pigmen retina, fotoreseptor, sel Müller, sel bipolar, sel horizontal, dan sel ganglion. 1)
Dopamin mengatur medan reseptif lapisan sel ganglion untuk memberikan sensitivitas kontras spasial dan penglihatan warna, serta berpartisipasi dalam adaptasi cahaya dan regulasi produksi melatonin. Analisis postmortem menunjukkan bahwa mata pasien PD memiliki kandungan dopamin yang lebih rendah dibandingkan kelompok kontrol, 1) dan ini mendasari perubahan struktural dan fungsional retina.
Ketebalan lapisan retina dalam (IRL) parafoveal berkurang sekitar 15% pada pasien PD dibandingkan dengan kontrol, dan dihipotesiskan sebagai akibat langsung dari hilangnya sel dopaminergik. 1)
MCI adalah tahap antara masalah memori normal terkait usia dan demensia, dan MCI tipe amnestik memiliki risiko tinggi untuk berkembang menjadi AD. OCT telah ditunjukkan berpotensi membantu membedakan MCI dan AD. MCI menunjukkan hilangnya RNFL peripapiler tetapi tidak separah AD, sedangkan AD mempengaruhi kompleks lapisan sel ganglion dan lapisan pleksiform dalam (GCC-IPL) lebih kuat daripada MCI. 1)
Studi longitudinal menunjukkan bahwa penipisan RNFL dan GC-IPL terkait dengan penurunan fungsi kognitif di masa depan, sehingga OCT diharapkan dapat menjadi biomarker non-invasif untuk prediksi AD preklinis. 1)
Pengenalan teknologi komputasi generasi berikutnya (AI) dalam analisis citra retina semakin maju. Teknologi AI diharapkan dapat diterapkan dalam skrining dan stratifikasi risiko menggunakan pencitraan retina, yang memiliki keunggulan non-invasif, biaya relatif rendah, dan tersedia di fasilitas perawatan primer dibandingkan dengan teknik pencitraan otak. 1)
Spund dkk. melaporkan penipisan dan pelebaran foveal pit pada pasien PD, menunjukkan bahwa perubahan ini dapat memberikan ciri kuantitatif untuk PD. 1) Penelitian sedang berlangsung untuk mengetahui apakah karakterisasi matematis perubahan foveal pit dapat menjadi alat untuk diagnosis dan prediksi perkembangan PD.
Evaluasi lapisan retina menggunakan SD-OCT dipandang sebagai alat bantu yang menjanjikan untuk membedakan PSP dari PD. Perbedaan signifikan ditemukan pada PSP dibandingkan dengan kelompok kontrol yang cocok usia dan pasien PD, dan diharapkan menjadi alat bantu diagnosis di masa depan. 1)
Zou dkk. menunjukkan bahwa pada mata pasien PD, ketebalan RNFL di kuadran temporal, volume makula total, ketebalan retina makula, dan ketebalan GCL-IPL berkurang dibandingkan dengan kelompok kontrol sehat yang seusia. Data OCTA menunjukkan penurunan kepadatan panjang pembuluh darah (VLD) di area sentral, dalam, dan total, penurunan kepadatan perfusi pembuluh darah (VPD) di semua area, dan penurunan indeks sirkularitas FAZ. 1)
Untuk ALS dan penyakit Huntington, penelitian OCTA skala besar masih kurang, dan penelitian di masa depan diharapkan. 1)
Saat ini masih dalam tahap penelitian, dan diagnosis pasti dengan OCT saja sulit. Namun, ada studi longitudinal yang menunjukkan bahwa biomarker OCT (penipisan RNFL dan GC-IPL) terkait dengan risiko penurunan kognitif di masa depan, dan dengan kombinasi teknologi AI, diharapkan dapat menjadi alat skrining di fasilitas kesehatan komunitas di masa depan. 1)
