retinal pathology and its impact on the contrast sensitivity

Einleitung: Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche, demyelinisierende und neurodegenerative Erkrankung des zentralen Nervensystems mit einem facettenreichen Krankheitsbild. Sehr häufig und für das subjektive Empfinden der Betroffenen von entscheidender Bedeutung sind Einschränkungen der visuellen Funktion. Darüber hinaus stellt die MS durch ihren verzögerten und schwer einschätzbaren Krankheitsverlauf für alle Beteiligten eine große Herausforderung dar. Biologische Surrogatmarker sind erforderlich, um die Effizienz klinischer Studien zu neuroprotektiven oder neuroreparativen Therapien zu steigern. So konnte mittels optischer Kohärenztomografie (OCT) bereits bei MS-Patienten eine Assoziation zwischen der retinalen Degeneration und einer Abnahme der Kontrastempfindlichkeit (KE) gemessen werden. Ziel dieser Arbeit ist es, auch bei Patienten mit klinisch isoliertem Syndrom (CIS), einem potentiellen Vorboten der MS, diese Struktur-Funktions-Beziehung zu untersuchen. Methoden: Unter Anwendung des Functional Acuity Contrast Testing (FACT, Stereo Optical Chicago) wurde die KE für unterschiedliche Ortsfrequenzen und abnehmendem Hell-Dunkel-Kontrast gemessen und anhand der Area Under the Log Contrast Sensitivity Function (AULCSF) ausgewertet. Die Retina der CIS-Patienten wurde mit der Spektral-Domänen-OCT untersucht und in zwei Kategorien aufgeteilt: CIS-Augen mit diagnostizierter Optikusneuritis (CIS ON) sowie ohne (CIS NON). Ergebnisse: Es wurden 31 Patienten mit CIS (49 CIS NON-Augen und 9 CIS ON-Augen) sowie 34 auf diese Gruppe nach Alter und Geschlecht abgestimmte gesunde Probanden (68 Augen) gemessen. Eine signifikante Abnahme der Schichtdicke wurde bei den CIS NON-Augen für die Ganglienzellschicht (GCL) und bei den CIS ON-Augen für die retinale Nervenfaserschicht (RNFL), die GCL sowie für den äußeren Bereich der inneren plexiformen Schicht (IPL) gemessen. Auch das gesamte Makulavolumen der CIS ON- Gruppe war signifikant reduziert. Die innere Körnerschicht (INL) der CIS ON- Gruppe zeigte dagegen eine signifikante Dickenzunahme. Im Vergleich der CIS- Kohorte mit der Kontrollgruppe fand sich kein signifikanter Unterschied in Bezug auf die KE. Auch zwischen den OCT- und KE-Werten konnte keine Assoziation gefunden werden. Diskussion: Die Ergebnisse zeigen, dass es bereits im CIS-Stadium zu einer Störung der retinalen Integrität kommen kann. Auswirkungen auf die KE als Zeichen einer Struktur-Funktions-Beziehung konnten jedoch noch nicht festgestellt werden. Vermutlich ist das visuelle System der Patienten noch in der Lage, den krankheitsbedingten Schaden ausreichend zu kompensieren. Die in der Literatur für eine INL-Schwellung ursächlich häufig genannten mikrozystischen Makulaödeme konnten in dieser Arbeit nicht gefunden werden.Introduction: Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory, degenerative and demyelinating disease with varying clinical picture. Visual dysfunction is a frequent and often underestimated symptom concerning its priority from the patient perspective. Furthermore, the protracted and unpredictable clinical course challenges physicians, scientists and patients. Therefore biological surrogate markers are required to improve clinical trials. Previous studies based on optical coherence tomography (OCT) indicated, that there is an association between retinal damage and the contrast sensitivity (CS) in MS. Here, we evaluate this relationship between retinal integrity in patients with clinically isolated syndrome (CIS), a potential harbinger of MS, and CS. Methods: CS was measured by Functional Acuity Contrast Testing (FACT, Stereo Optical Chicago) with different spatial frequencies and decreasing contrast levels and was calculated by using the Area Under the Log Contrast Sensitivity Function (AULCSF). Retinal layers were investigated using spectral domain-OCT and were stratified into two groups: CIS-eyes with a history of optic neuritis (CIS ON) and eyes unaffected by ON (CIS NON). Results: 31 patients with CIS (49 CIS NON-eyes and 9 CIS ON-eyes) and 34 age- and sex-matched healthy controls (68 eyes) were measured. A significant thinning of the retinal layers was found in CIS NON-eyes in the ganglion cell layer (GCL) and in CIS ON-eyes in the retinal nerve fiber layer (RNFL), the GCL and in the outer diameter of the inner plexiform layer (IPL). The total macular volume was also reduced in CIS ON. The inner nuclear layer (INL) was significantly increased in CIS ON- eyes. Further, the comparison of the CS showed no difference between healthy controls and CIS-patients. No correlation was found between the OCT and CS data. Discussion: Our results demonstrate that retinal pathology exists already in CIS. However, this damage had no measurable impact on the CS. Hence we hypothesize that the visual system of the patient is still able to compensate the disease related damage. According to previous and lively discussed studies the INL thickening we found is often associated with microcystic macular edema. In our CIS-patients there were no signs of this edema