Summary

 Human organoids recapitulating the cell-type diversity and function of their target organ are valuable for basic and translational research. We developed light-sensitive human retinal organoids with multiple nuclear and synaptic layers and functional synapses. We sequenced the RNA of 285,441 single cells from these organoids at seven developmental time points and from the periphery, fovea, pigment epithelium and choroid of light-responsive adult human retinas, and performed histochemistry. Cell types in organoids matured in vitro to a stable "developed" state at a rate similar to human retina development in vivo. Transcriptomes of organoid cell types converged toward the transcriptomes of adult peripheral retinal cell types. Expression of disease-associated genes was cell-type-specific in adult retina, and cell-type specificity was retained in organoids. We implicate unexpected cell types in diseases such as macular degeneration. This resource identifies cellular targets for studying disease mechanisms in organoids and for targeted repair in human retinas.

Importance Infectious conjunctivitis can lead to corneal involvement and result in ocular morbidity. The identification of biomarkers associated with corneal involvement has the potential to improve patient care. Objective To identify biomarkers in patients with acute infectious conjunctivitis. Design, Setting, and Participants This cross-sectional study took place from December 2016 to March 2024. Analyses were performed in 3 phases. First, logistic regression and machine learning algorithms were used to predict the probability of demonstrating corneal involvement in patients with presumed infectious conjunctivitis. Second, quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-qPCR) was used to confirm the most important biomarker gene identified by the algorithm. Third, the biomarker gene was validated in prospectively collected conjunctival samples of adult patients from 3 outpatient centers in Thailand and 1 in India. Patients with signs and symptoms of infectious conjunctivitis and onset within less than 14 days were eligible. Exclusion criteria were the inability to consent, presumed toxicity, or allergic conjunctivitis. Exposures Acute infectious conjunctivitis. Main Outcomes and Measures The identification and validation of ocular surface gene expression associated with corneal findings on slitlamp examination. Results Thirteen genes exhibited a 1.5–log 2 fold change in expression in patients with corneal involvement compared to patients without corneal involvement. Using the 13 genes to train and cross validate, logistic regression produced the highest mean area under the receiver operating characteristic curve (AUROC; 0.85; 95% CI, 0.84-0.86) for corneal involvement. The removal of apolipoprotein E ( APOE ) from the gene ensemble led to a decline in predictive performance of the logistic regression classifier (from mean AUROC 0.85 [95% CI, 0.84-0.86] to 0.74 [95% CI, 0.73-0.75]; adjusted P = .001 [Tukey test]). Orthogonal testing of APOE expression level with RT-qPCR showed that APOE expression was higher in patients with corneal involvement compared to patients without (median [IQR], 0.23 [0.04-0.47] vs 0.04 [0.02-0.06]; P = .004 [Mann-Whitney U test]). Using a Youden index of 0.23 Δ threshold cycle, APOE had a sensitivity of 56% (95% CI, 33-77) and a specificity of 88% (95% CI, 79-93) in 106 samples with conjunctivitis at Aravind, India ( P < .001 [Fisher exact test]). When applied to a different patient population in Thailand, the same criteria could discriminate between disease states (58 samples; sensitivity, 47%; 95% CI, 30-64 and specificity, 93%; 95% CI, 77-99; P = .001 [Fisher exact test]). Conclusions and Relevance The results from this study suggest that the host conjunctival immune response can be meaningfully interrogated to identify biomarkers for ocular surface diseases.

How closely human organoids recapitulate cell-type diversity and cell-type maturation of their target organs is not well understood. We developed human retinal organoids with multiple nuclear and synaptic layers. We sequenced the RNA of 158,844 single cells from these organoids at six developmental time points and from the periphery, fovea, pigment epithelium and choroid of light-responsive adult human retinas, and performed histochemistry. Cell types in organoids matured in vitro to a stable 'developed' state at a rate similar to human retina development in vivo and the transcriptomes of organoid cell types converged towards the transcriptomes of adult peripheral retinal cell types. The expression of disease-associated genes was significantly cell-type specific in adult retina and cell-type specificity was retained in organoids. We implicate unexpected cell types in diseases such as macular degeneration. This resource identifies cellular targets for studying disease mechanisms in organoids and for targeted repair in adult human retinas.

Targeting genes to specific neuronal or glial cell types is valuable both for understanding and for repairing brain circuits. Adeno-associated viral vectors (AAVs) are frequently used for gene delivery, but targeting expression to specific cell types is a challenge. We created a library of 230 AAVs, each with a different synthetic promoter designed using four independent strategies. We show that ~11% of these AAVs specifically target expression to neuronal and glial cell types in the mouse retina, mouse brain, non-human primate retina in vivo, and in the human retina in vitro. We demonstrate applications for recording, stimulation, and molecular characterization, as well as the intersectional and combinatorial labeling of cell types. These resources and approaches allow economic, fast, and efficient cell-type targeting in a variety of species, both for fundamental science and for gene therapy.

Advanced swept-source optical coherence tomography (SS-OCT) devices are the current gold standard for the measurement of ocular biometric and keratometric parameters, which are essential for the calculation and selection of intraocular lenses (IOLs). This study compares the agreement of two SS-OCT devices, the Eyestar 900 (Haag-Streit, Köniz, Switzerland) and the Anterion (Heidelberg Engineering, Heidelberg, Germany).

Sjögren's syndrome (SS) is a chronic multisystemic autoimmune disorder characterized by lymphocytic infiltration of the exocrine glands, including the lacrimal and salivary glands, leading to dry eye disease and dry mouth [1]. SS may occur alone (primary SS) or as part of other chronic inflammatory diseases (secondary SS). According to a meta-analysis, the global prevalence of primary SS is 0.06%, and 90% of the patients are women [2]. Furthermore, it has been found that about 10% of patients with dry eye disease also suffer from SS, and about two-thirds of these patients remain undiagnosed, with an average diagnostic delay of as long as 10 years [2].

Abstract Background Extended monovision is a novel mix-and-match approach that has been recently introduced. It involves implanting an aspherical monofocal intraocular lens (IOL) for distance vision in the dominant eye, and a bifocal extended depth-of-focus (EDOF) IOL in the nondominant eye. The target refraction for the nondominant eye is − 1.25 diopters (D), and provides good intermediate vision at 80 cm, with an additional 1.5 D power for near vision at 36 cm. This study evaluates the visual outcomes and patient-reported experiences with this extended monovision strategy in cataract patients. Patients and Methods Patients underwent uneventful conventional or femtosecond laser-assisted cataract surgery and implantation of an aspherical monofocal IOL (Hoya Vivinex XC1-SP, Hoya Surgical Optics, Tokyo, Japan) in the dominant eye [with a target refraction closest to the spherical equivalent (SE) of 0 D] and a rotationally asymmetric refractive bifocal EDOF IOL with an additional power of + 1.5 D (Lentis Comfort-LS-313 MF15, Teleon Surgical B.V, Spankeren, Netherlands) in the nondominant eye (target refraction closest to SE − 1.25 D). These patients were included in this retrospective study. Uncorrected distance, intermediate and near visual acuity (UDVA, UIVA, and UNVA, respectively), and binocular defocus curves were determined. Additionally, uncorrected contrast sensitivity, stereoscopic depth perception, and halometry were measured. Patient satisfaction was evaluated using the PRSIQ and NEI-RQL-42 questionnaires. Results A total of 26 eyes from 13 patients were included in the study. The mean postoperative binocular UDVA, UIVA, and UNVA were 0.05 ± 0.09, − 0.08 ± 0.11, and 0.06 ± 0.07 logMAR, respectively. The defocus curve peaked at 0.0 D (6 m), with a mean visual acuity of 0.04 ± 0.09 logMAR. Functional vision above the cutoff value of 0.3 logMAR extended across the defocus steps from + 1.0 to − 3.5 D. The mean dependence on correction score reached a mean of 89.4 ± 23.9, with an overall satisfaction rate of 83.1 ± 13.2. Conclusions To our knowledge, this is the first study to describe the combination of a monofocal IOL for distance vision and a rotationally asymmetric refractive bifocal EDOF IOL for intermediate and near distances, with the aim of achieving extended monovision. This approach demonstrated good visual acuity for all distances and a high patient satisfaction. It may be considered a promising alternative to multifocal IOLs.