Ученые научились печатать ткани глаза человека, чтобы изучать болезни
04.01.2023 224 0
Ученые использовали стволовые клетки пациентов и 3D-биопечать для создания глазной ткани. При помощи новой методики исследователи смогут изучать возрастные заболевания глаз.
Исследовательская группа из Национального института глаз (NEI), входящего в состав Национального института здоровья США, напечатала комбинацию клеток, формирующих внешний гемато-ретинальный барьер — глазную ткань, поддерживающую светочувствительные фоторецепторы сетчатки. Этот метод обеспечивает теоретически неограниченный запас ткани, полученной от пациента, для изучения дегенеративных заболеваний сетчатки, таких как возрастная дегенерация желтого пятна (ВДМ).
"Мы знаем, что ВДМ начинается с внешнего гемато-ретинального барьера, — говорит Капил Бхарти, возглавляющий секцию NEI по трансляционным исследованиям глаз и стволовых клеток. — Однако механизмы начала ВДМ, и прогрессирования до продвинутой сухой и влажной стадий остаются плохо изученными из-за отсутствия физиологически значимых человеческих моделей".
Внешний гемато-ретинальный барьер состоит из пигментного эпителия сетчатки (ПЭС), отделенного мембраной Бруха от богатого кровеносными сосудами хориокапилляра. Мембрана Бруха регулирует обмен питательными веществами и отходами между хориокапиллярами и ПЭС. При ВДМ отложения липопротеинов образуются за пределами мембраны Бруха, препятствуя ее функционированию. Со временем пигментный эпителий сетчатки разрушается, что приводит к дегенерации фоторецепторов и потере зрения.
Бхарти и его коллеги объединили в гидрогеле три типа незрелых хориоидальных клеток: перициты и эндотелиальные клетки, которые являются ключевыми компонентами капилляров; и фибробласты, которые придают тканям структуру. Затем ученые напечатали гель на биоразлагаемом скаффолде (каркасе для выращивания клеток — прим.ред). В течение нескольких дней клетки начали созревать в плотную капиллярную сеть.
На девятый день ученые посеяли клетки пигментного эпителия сетчатки на обратную сторону каркаса. Напечатанная ткань достигла полной зрелости на 42-й день. Анализ, а также генетическое и функциональное тестирование показали, что напечатанная ткань выглядит и ведет себя так же, как нативный наружный гемато-ретинальный барьер.
Среди технических задач, которые решала команда Бхарти, были создание подходящего биоразлагаемого скаффолда и достижение согласованного рисунка печати за счет разработки чувствительного к температуре гидрогеля, который образовывал четкие ряды в холодном состоянии, но растворялся при нагревании. Хорошая согласованность рядов позволила создать более точную систему количественного определения тканевых структур. Они также оптимизировали соотношение клеточной смеси перицитов, эндотелиальных клеток и фибробластов.
Исследовательская группа из Национального института глаз (NEI), входящего в состав Национального института здоровья США, напечатала комбинацию клеток, формирующих внешний гемато-ретинальный барьер — глазную ткань, поддерживающую светочувствительные фоторецепторы сетчатки. Этот метод обеспечивает теоретически неограниченный запас ткани, полученной от пациента, для изучения дегенеративных заболеваний сетчатки, таких как возрастная дегенерация желтого пятна (ВДМ).
"Мы знаем, что ВДМ начинается с внешнего гемато-ретинального барьера, — говорит Капил Бхарти, возглавляющий секцию NEI по трансляционным исследованиям глаз и стволовых клеток. — Однако механизмы начала ВДМ, и прогрессирования до продвинутой сухой и влажной стадий остаются плохо изученными из-за отсутствия физиологически значимых человеческих моделей".
Внешний гемато-ретинальный барьер состоит из пигментного эпителия сетчатки (ПЭС), отделенного мембраной Бруха от богатого кровеносными сосудами хориокапилляра. Мембрана Бруха регулирует обмен питательными веществами и отходами между хориокапиллярами и ПЭС. При ВДМ отложения липопротеинов образуются за пределами мембраны Бруха, препятствуя ее функционированию. Со временем пигментный эпителий сетчатки разрушается, что приводит к дегенерации фоторецепторов и потере зрения.
Бхарти и его коллеги объединили в гидрогеле три типа незрелых хориоидальных клеток: перициты и эндотелиальные клетки, которые являются ключевыми компонентами капилляров; и фибробласты, которые придают тканям структуру. Затем ученые напечатали гель на биоразлагаемом скаффолде (каркасе для выращивания клеток — прим.ред). В течение нескольких дней клетки начали созревать в плотную капиллярную сеть.
На девятый день ученые посеяли клетки пигментного эпителия сетчатки на обратную сторону каркаса. Напечатанная ткань достигла полной зрелости на 42-й день. Анализ, а также генетическое и функциональное тестирование показали, что напечатанная ткань выглядит и ведет себя так же, как нативный наружный гемато-ретинальный барьер.
Среди технических задач, которые решала команда Бхарти, были создание подходящего биоразлагаемого скаффолда и достижение согласованного рисунка печати за счет разработки чувствительного к температуре гидрогеля, который образовывал четкие ряды в холодном состоянии, но растворялся при нагревании. Хорошая согласованность рядов позволила создать более точную систему количественного определения тканевых структур. Они также оптимизировали соотношение клеточной смеси перицитов, эндотелиальных клеток и фибробластов.
| Комментарии (0) |