Cải tiến hình ảnh in vivo tế bào hạch võng mạc bằng hai photon – Tiến sĩ Chauhan công bố tại ISS 2025

Tại Hội nghị Quốc tế SPECTRALIS 2025 – Bước đột phá trong chẩn đoán thần kinh thị giác

Trong khuôn khổ Hội nghị Quốc tế SPECTRALIS Symposium—And Beyond (ISS) 2025, tổ chức tại Heidelberg (Đức) vào ngày 13–14/6/2025, GS. Balwantray C. Chauhan, PhD, đã trình bày nghiên cứu mới nhất về công nghệ two-photon microscopy trong việc quan sát chức năng tế bào hạch võng mạc (retinal ganglion cells – RGCs) sống.

Công nghệ này cho phép theo dõi trực tiếp hoạt động tế bào thần kinh võng mạc với độ chính xác cao, không xâm lấn, mở ra kỳ vọng cải thiện đáng kể độ chính xác trong đánh giá viability – khả năng sống còn của RGCs, yếu tố then chốt trong nhiều bệnh lý như glôcôm.

Cấu trúc chi tiết các lớp tế bào võng mạc và đường truyền tín hiệu thị giác.

Hai photon: Giải pháp cho khoảng trống chẩn đoán hiện tại

GS. Chauhan nhấn mạnh rằng các phương pháp hiện tại chỉ cung cấp ước lượng sơ bộ về số lượng và chức năng của RGCs. Ví dụ, độ dày lớp sợi thần kinh võng mạc (RNFL) có thể dao động gấp đôi giữa hai cá thể với số lượng sợi trục RGCs khác nhau – dù cùng một chỉ số RNFL.

Do đó, cần một công cụ theo dõi đơn bào theo thời gian, tại cùng vị trí để có cái nhìn chính xác hơn về tình trạng thần kinh thị giác. Đây là lý do hai photon trở thành công cụ lý tưởng trong nghiên cứu của ông.

Two-photon imaging hoạt động như thế nào – và vì sao an toàn

GS. Balwantray C. Chauhan, chuyên gia nhãn khoa tại Đại học Dalhousie, Canada.

Một ưu điểm lớn của kỹ thuật này là không gây tổn thương cho võng mạc. Theo GS. Chauhan, nhóm nghiên cứu sử dụng mức công suất laser rất thấp (3–8 mW) và không quan sát thấy bất kỳ tổn thương nào trên võng mạc của động vật thí nghiệm.

Dù nghiên cứu hiện tại mới giới hạn trên động vật, một số nhóm khác đã áp dụng two-photon imaging trên người mà không phát hiện độc tính quang học rõ ràng. Tuy nhiên, thử nghiệm mở rộng vẫn cần được tiến hành trước khi triển khai rộng rãi.

Làm thế nào để gắn đánh dấu huỳnh quang vào tế bào thần kinh?

Một thách thức lớn khi ghi nhận tín hiệu RGC in vivo là làm sao để tế bào “sáng lên” khi hoạt động. Nhóm nghiên cứu giải quyết bằng cách sử dụng virus adeno liên kết (AAV) để đưa gene mã hoá protein phát quang (fluorophore) vào tế bào hạch võng mạc.

Điều này cho phép RGC phản hồi với các kích thích ánh sáng bằng cách phát tín hiệu đặc trưng, giúp theo dõi rõ ràng phản ứng thần kinh. Đáng chú ý, AAV không tích hợp vào DNA vật chủ, giảm thiểu nguy cơ di truyền ngoài ý muốn.

Ưu thế so với các phương pháp truyền thống

Khác với các kỹ thuật ex vivo như điện sinh lý (patch clamp, multi-electrode arrays), vốn chỉ làm việc với võng mạc đã tách rời, two-photon imaging giữ nguyên kết nối sinh lý học, không làm đứt trục thần kinh của RGCs.

Chính vì vậy, tín hiệu thu được phản ánh chính xác hơn hoạt động sinh học thực sự của tế bào trong cơ thể sống. Trong khi đó, tín hiệu điện sinh lý thu được từ ex vivo chỉ có giá trị tương đối và thường không phản ánh đúng hoạt động tế bào trong bối cảnh tự nhiên.

Ứng dụng tiềm năng trong tương lai gần

Mặc dù chưa được ứng dụng rộng rãi trong lâm sàng, nghiên cứu này đặt nền móng cho các công cụ chẩn đoán thế hệ mới trong:

• Glôcôm tiền lâm sàng
• Thoái hóa tế bào hạch
• Theo dõi hiệu quả điều trị thần kinh thị giác
• Định lượng khả năng phục hồi tế bào qua thời gian

Kết luận: Đo lường chức năng, không chỉ hình thái

Nghiên cứu của GS. Chauhan nhấn mạnh một chân lý then chốt trong nhãn khoa hiện đại: chúng ta cần đo chức năng thần kinh thị giác – không chỉ hình ảnh cấu trúc.

Công nghệ two-photon in vivo functional imaging of retinal ganglion cells không chỉ là một đột phá về công nghệ, mà còn là một bước tiến về triết lý chẩn đoán – đưa chúng ta đến gần hơn với y học chính xác và cá nhân hóa trong điều trị tổn thương thị giác.