Wet age related macular degeneration (wet AMD) is a highly debilitating retinal disease, the third leading cause of blindness in the world and one the most expensive ocular conditions to care for. Wet AMD is characterised by the proliferation of neovasculature through the retinal posterior and theorised to be, at least in part, induced and driven by excess vascular endothelial growth factor (VEGF). Many current treatments for wet AMD utilise anti-VEGF macromolecules that bind to VEGF. The retina, however, remains a largely inaccessible, and delicate, anatomical region. Due to difficulties in collecting clinical and experimental data, mathematical modelling is playing an increasingly prominent role in understanding the distribution (Pharmacokinetics, PK) and drug-to-target interactions (Pharmacodynamics, PD) for treatments of wet AMD. This thesis will focus on ordinary/partial differential equation (ODE/PDE) models for the PK/PD of anti-VEGF therapeutics, administered via intravitreal (IVT) injection into the mammalian eye. We start in Chapter 2 with a 2-compartment PK/PD ODE model of drug-VEGF interactions in the eye, analysing a clinical dataset to estimate key binding parameters between VEGF and the typical anti-VEGF molecule, ranibizumab. In Chapter 3, we extend the PK ODE framework of the 2-compartment model to include a mechanistic description of the retina, to estimate retinal permeability to macromolecules used for treating wet AMD. In Chapter 4, using the retinal PK model, we reintroduce VEGF to predict concentrations of free VEGF in the retina post-IVT injection. Chapters 5 and 6 model a hypothetical class of anti-VEGF molecules designed to bind not only VEGF but also existing vitreal superstructures, analysing how dose and binding kinetics impact ocular retention. Alongside these models we present analogous PDE models, addressing whether the assumption that concentrations are homogeneous across anatomical regions, as implicit in ODE models, is appropriate for macromolecular PK/PD in the mammalian eye.

Bakgrund: Sjukdomen åldersrelaterad makuladegeneration (AMD) är en är av de vanligaste anledningarna till grav synnedsättning i västvärlden. Sjukdomen medför att den centrala synen försämras för patienten. Det finns en torr och en våt form. Med den våta formen sker synförsämringen i ett snabbare förlopp men kan behandlas med läkemedel som injiceras i ögats glaskropp. Synförsämringen skapar olika problem för patienten att hantera i deras vardagsliv. I relation till vardagliga aktiviteter så som socialt och fysiskt finns den närvarande. Syfte: Att beskriva patientens uppfattningar av att leva med sjukdomen våt AMD. Metod: En kvalitativ design har använts med en fenomenografisk forskningsansats. Patienter från en ögonmottagning i Mellansverige har enskilt intervjuats. Data har sedan analyserats enligt en fenomenografisk analys. Resultat: Fyra stycken beskrivningskategorier identifierades som handlade om patienternas uppfattningar av sin sjukdom. Medvetenhet om sjukdomen, förlust av självständighet, att kunna anpassa sig och att känna tillit till sjukvården. Slutsats: Att leva med sjukdomen våt AMD medför förändringar i patientens vardagsliv och påverkar det på olika sätt. För att kunna förstå patientens uppfattningar med att leva med sjukdomen är det viktigt att belysa och lyfta fram dessa för att kunna hitta metoder för att uppmärksamma denna patientgrupps behov av stöd och hjälp vid besöken på ögonkliniken.

La présence d'un scotome maculaire oblige les patients à utiliser la vision excentrée ce qui provoque une difficulté à coordonner les systèmes oculomoteur et visuo-attentionnel. La lecture devient alors une des plaintes majeures chez ces patients, et les processus impliqués dans la baisse des performances de lecture restent mal connus. Dans la plupart des cas, le patient développe une ou plusieurs zones de la rétine excentrée dites préférentielles, et dénommées couramment PRLs. Nous nous proposons ici d'utiliser une approche psychophysique afin d'étudier les processus de la lecture en vision excentrée. Nous avons tout d'abord élaboré un test de lecture francophone informatisé suivant les principes des MNRead Acuity Charts afin de pouvoir évaluer la vitesse maximale de lecture chez des patients porteurs de scotomes centraux binoculaires dont l'atteinte avait été mesurée à l'aide d'un micropérimètre MP-1. Deux analyses utilisant des modèles statistiques à effets mixtes nous ont permis de mettre en évidence des prédicteurs efficaces de la vitesse maximale de lecture: 1) l'espace interligne; 2) le type de DMLA ; 3) la surface du scot; 4) la distance entre la PRL de fixation et la fovéa; 5) le statut du cristallin. Puis, nous nous sommes intéressés aux stratégies de lecture déployées par les patients. L'analyse de la distribution verticale des fixations enregistrées pendant la lecture nous a permis de mettre en évidence que dans 97% des cas, les patients utilisent une zone préférentielle de la rétine unique dans le plan vertical.Ces résultats présentent des intérêts théoriques et pratiques dans la création de nouveaux supports visuels et techniques de réadaptation. / Patients with central field loss (CFL) have to use eccentric vision and complain particularly about reading. The purpose of this thesis is to investigate reading processes in those patients using psychophysical tools. First, we investigated predictors of reading performances. We developed a French computerized version of the MNRead Acuity Charts to assess Maximum Reading Speed in patients with binocular scotomas, measured with the microperimeter MP-1. Two distinct analyses using mixed effects models allowed us to estimate the influence of predictors of Maximum Reading Speed: 1) interline spacing; 2) AMD type; 3) scotoma size; 4) distance between fixation PRL and fovea; 5) lens status. Then, we investigated oculomotor patterns of patients during sentence reading. Analysing the vertical distribution of fixations lead us to the conclusion that in most cases (97%), patients use a single eccentric preferred retinal locus (PRL) in the vertical meridian during reading. One potential goal of these studies is to find some ways to enhance text display and improve visual readaptation.