Cercetătorii de la National Eye Institute au folosit bioprinting 3D pentru a crea țesut ocular care îi va ajuta să înțeleagă mecanismele bolilor care duc la orbire.
În cadrul Institutului Național de Sănătate, cercetătorii NEI au imprimat o combinație de celule care formează bariera exterioară sânge-retină, țesut ocular care susține fotoreceptorii retinei sensibili la lumină. Metoda face posibilă cercetarea degenerescenței maculare legate de vârstă și a altor boli degenerative ale retinei utilizând o aprovizionare teoretic nelimitată de țesut derivat de la pacient (AMD), potrivit comunicatului de presă.
„Știm că AMD începe în bariera exterioară sânge-retină”, a spus Kapil Bharti, Ph.D., care conduce Secțiunea NEI pentru Cercetarea translațională a celulelor oculare și stem.
„Cu toate acestea, mecanismele de inițiere a AMD și progresia către stadiile avansate uscate și umede rămân prost înțelese din cauza lipsei de modele umane relevante din punct de vedere fiziologic” a adăugat el.
Bharti și colegii săi au folosit un hidrogel pentru a amesteca trei tipuri de celule coroidale imature: pericitele și celulele endoteliale, care sunt componente importante ale capilarelor, și fibroblastele, care conferă structura țesuturilor. Gelul a fost apoi imprimat pe o schelă biodegradabilă de către oamenii de știință. Celulele au început să crească într-o rețea capilară densă în câteva zile.
În a noua zi, cercetătorii au implantat celule din epiteliul pigmentar retinian de pe cealaltă parte a schelei. În ziua 42, țesutul imprimat a fost complet dezvoltat.
Conform investigațiilor asupra țesuturilor, testelor genetice și analizelor funcționale țesutul imprimat semăna cu bariera naturală exterioară sânge-retină ca aspect și comportament. În condiții de stres generat țesutul imprimat a afișat caracteristici timpurii a AMD, cum ar fi depozitele de druse sub RPE și a avansat până la AMD în faza uscată târzie, unde s-a observat deteriorarea țesutului.
Nivelurile scăzute de oxigen au provocat un aspect umed asemănător cu AMD, cu hiperproliferare vasculară coroidală care s-a mutat în zona sub-RPE. Când au fost utilizate pentru a trata AMD, medicamentele anti-VEGF au încetinit formarea și migrarea vaselor de sânge, îmbunătățind, de asemenea, forma țesuturilor.
„Prin imprimarea celulelor, facilităm schimbul de indicii celulare care sunt necesare pentru anatomia normală a barierei exterioare de sânge-retină”, a spus Bharti.
„De exemplu, prezența celulelor RPE induce modificări ale expresiei genelor în fibroblaste care contribuie la formarea membranei Bruchs ceva care a fost sugerat cu mulți ani în urmă, dar nu a fost dovedit până la modelul nostru” a adăugat el.
Țesuturile de barieră sânge-retină au fost biofabricate de către co-autorul Marc Ferrer, Ph.D., director al Laboratorului de Bioprintare 3D a țesuturilor de la Centrul Național pentru Avansarea Științelor Translaționale al National Institutes of Health.
„Eforturile noastre de colaborare au dus la modele de țesut retinian foarte relevante ale bolilor degenerative ale ochiului. Asemenea modele de țesut au multe utilizări potențiale în aplicații translaționale, inclusiv în dezvoltarea terapeutică” a spus Ferrer.
Pentru a imita în continuare țesutul autentic, Bharti și colegii experimentează cu adăugarea unor tipuri de celule suplimentare la procesul de imprimare, cum ar fi celulele imune. Aceste modele ale barierei sânge-retină vor fi folosite pentru a studia AMD.
Studiul a fost publicat în Nature pe 23 decembrie.
Articol de Răzvan Lupu
