El estudio, publicado en PLOS One, evaluó a 31 pacientes con glaucoma asimétrico y logró diferenciar el daño axonal específico de cada ojo incluso en el quiasma óptico, una región donde las fibras nerviosas se entrecruzan.
Un equipo de investigadores del Instituto de Neurobiología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), en colaboración con la Universidad de Nueva York, el Centro de Investigación en Matemáticas (CIMAT), la Universidad de Sherbrooke en Canadá y el Instituto Mexicano de Oftalmología (IMO), desarrolló un método de resonancia magnética por difusión capaz de identificar el grado de degeneración de fibras nerviosas específicas en pacientes con glaucoma, incluso en regiones donde estas se entrecruzan con otras. El estudio fue publicado en PLOS One.
El glaucoma es la segunda causa de ceguera a nivel mundial y afecta a 3.54% de la población de entre 40 y 80 años. La enfermedad provoca la pérdida progresiva de células ganglionares de la retina y daño axonal en el nervio óptico, lo que desencadena una degeneración conocida como walleriana a lo largo de toda la vía visual. Actualmente, la evaluación clínica de estos pacientes se basa en parámetros del campo visual y en la tomografía de coherencia óptica, pero estas herramientas no permiten observar directamente lo que ocurre en el tejido cerebral.
La resonancia magnética por difusión permite evaluar de forma no invasiva la microestructura de la sustancia blanca del cerebro, pero su método más común, la imagen por tensor de difusión (DTI), no puede distinguir con precisión regiones donde se cruzan distintos grupos de fibras nerviosas, como ocurre en el quiasma óptico, el punto donde convergen los nervios ópticos de ambos ojos y aproximadamente la mitad de sus fibras cruza hacia el hemisferio opuesto. Cuando uno de los grupos de fibras que se entrecruzan está degenerado, la señal del grupo sano puede dominar la medición y producir interpretaciones biológicas incorrectas.
Para superar esta limitación, el equipo utilizó dos métodos complementarios de análisis por haz de fibras, la deconvolución esférica restringida (CSD) y la búsqueda discreta multirresolución (MRDS). Ambos permiten calcular métricas de difusión de manera independiente para cada población de fibras dentro de un mismo vóxel, la unidad mínima de volumen en una imagen de resonancia.
El estudio incluyó a 31 pacientes con glaucoma asimétrico, es decir, con un daño claramente distinto entre uno y otro ojo, reclutados en el Instituto Mexicano de Oftalmología, y a 31 personas sanas como grupo control, pareadas por edad y sexo. Se consideró que un paciente tenía glaucoma asimétrico cuando la diferencia entre ambos ojos en la relación excavación-disco vertical era de al menos 0.2, junto con una diferencia de al menos 10 micrómetros en el grosor de la capa de fibras nerviosas de la retina medida por tomografía de coherencia óptica. De un total de mil 926 expedientes clínicos revisados en el servicio de glaucoma del instituto, la mayoría fue descartada por presentar glaucoma simétrico, edad fuera del rango de inclusión o contraindicaciones para el estudio de resonancia, hasta llegar a la cohorte final de 31 pacientes.
Los resultados mostraron que el nervio óptico del ojo más afectado presentó valores claramente alterados frente al ojo menos afectado, con reducción de la anisotropía fraccional, de la densidad aparente de fibras y de otros parámetros de difusión, además de un aumento en la difusividad media. Curiosamente, el nervio óptico del ojo menos afectado también mostró diferencias significativas frente al grupo control, lo que sugiere que en el glaucoma asimétrico ese ojo no está necesariamente libre de daño, sino que podría presentar una degeneración temprana o subclínica.
En el quiasma óptico, ambos métodos de análisis por haz de fibras lograron distinguir la población de fibras proveniente del ojo más afectado de la proveniente del ojo menos dañado, algo que los métodos convencionales de resonancia no habían logrado caracterizar con claridad en pacientes con glaucoma. Las diferencias detectadas en esta región fueron menos pronunciadas que las observadas directamente en el nervio óptico, lo que los autores atribuyen a una menor sensibilidad de los métodos para captar cambios sutiles en zonas de fibras entrecruzadas.
El análisis se extendió también al tracto óptico y a las radiaciones ópticas mediante una técnica llamada análisis basado en fixels, que reveló reducciones significativas en la densidad de fibras y en el área de sección transversal de los haces en los pacientes con glaucoma, en comparación con el grupo control. Además, distintas métricas de difusión mostraron correlaciones estadísticamente significativas con parámetros clínicos de gravedad del glaucoma, como la relación excavación-disco vertical y la desviación media del campo visual, lo que refuerza el vínculo entre las alteraciones microestructurales detectadas por imagen y la severidad clínica de la enfermedad.
Los propios autores señalan varias limitaciones del estudio. La cohorte de pacientes fue heterogénea y, aunque se registraron variables clínicas como diabetes e hipertensión, no se incluyeron como covariables en los análisis estadísticos debido al tamaño limitado de la muestra y a su distribución desigual entre grupos. El quiasma óptico es además una estructura muy pequeña, por lo que, pese a que la resolución utilizada en este trabajo fue mayor que la de una resonancia clínica convencional, persisten efectos de volumen parcial que podrían afectar la precisión de las mediciones. Los investigadores también advierten que la separación completa entre fibras que se cruzan y fibras que no lo hacen dentro del quiasma no puede garantizarse del todo, dada la compleja organización anatómica de esta estructura en humanos, por lo que las interpretaciones sobre diferencias entre ambos ojos deben tomarse con cautela.
Los autores concluyen que estas métricas de difusión por haz de fibras podrían funcionar como biomarcadores de imagen para monitorear la gravedad del glaucoma y, dado que las fibras entrecruzadas representan hasta dos terceras partes de la sustancia blanca del cerebro humano, plantean que este enfoque metodológico podría aplicarse al estudio de otras regiones cerebrales y de otras enfermedades neurodegenerativas más allá de la vía visual.
