Οι ερευνητές χρησιμοποιούν τρισδιάστατη βιοεκτύπωση για να δημιουργήσουν οφθαλμικό ιστό

23 Δεκεμβρίου 2022 (Ειδήσεις Nanowerk) Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν βλαστοκύτταρα ασθενών και τρισδιάστατη βιοεκτύπωση για να παράγουν οφθαλμικό ιστό που θα βελτιώσει την κατανόηση των μηχανισμών των ασθενειών που τυφλώνουν (Μέθοδοι φύσης, «Ο 3D εξωτερικός φραγμός του αμφιβληστροειδούς αποκαλύπτει τον εξαρτώμενο από RPE χοριοειδικό φαινότυπο σε προχωρημένη εκφύλιση της ωχράς κηλίδας»). Η ερευνητική ομάδα από το Εθνικό Ινστιτούτο Οφθαλμών (NEI), μέρος των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας, εκτύπωσε έναν συνδυασμό κυττάρων που σχηματίζουν το εξωτερικό φράγμα αίματος-αμφιβληστροειδούς - οφθαλμικός ιστός που υποστηρίζει τους φωτοϋποδοχείς του αμφιβληστροειδούς. Η τεχνική παρέχει μια θεωρητικά απεριόριστη παροχή ιστού που προέρχεται από τον ασθενή για τη μελέτη εκφυλιστικών ασθενειών του αμφιβληστροειδούς όπως η ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας (AMD).

[Ενσωματωμένο περιεχόμενο]

«Γνωρίζουμε ότι η AMD ξεκινά από τον εξωτερικό φραγμό αίματος-αμφιβληστροειδούς», δήλωσε ο Kapil Bharti, Ph.D., επικεφαλής του τμήματος NEI για την Οφθαλμική και Βλαστοκύτταρα Μεταφραστικής Έρευνας. «Ωστόσο, οι μηχανισμοί έναρξης και εξέλιξης της AMD σε προχωρημένα ξηρά και υγρά στάδια παραμένουν ελάχιστα κατανοητοί λόγω της έλλειψης φυσιολογικά σχετικών ανθρώπινων μοντέλων». Ο εξωτερικός φραγμός αίματος-αμφιβληστροειδούς αποτελείται από το χρωστικό επιθήλιο του αμφιβληστροειδούς (RPE), που διαχωρίζεται από τη μεμβράνη του Bruch από την πλούσια σε αιμοφόρα αγγεία χοριοτριχοειδή. Η μεμβράνη του Bruch ρυθμίζει την ανταλλαγή θρεπτικών ουσιών και αποβλήτων μεταξύ της χοριοτριχοειδούς και της RPE. Στην AMD, εναποθέσεις λιποπρωτεϊνών που ονομάζονται drusen σχηματίζονται έξω από τη μεμβράνη του Bruch, εμποδίζοντας τη λειτουργία του. Με την πάροδο του χρόνου, το RPE καταρρέει οδηγώντας σε εκφυλισμό των φωτοϋποδοχέων και απώλεια όρασης. Ο εξωτερικός φραγμός αίματος-αμφιβληστροειδούς είναι η διαχωριστική επιφάνεια του αμφιβληστροειδούς και του χοριοειδούς, συμπεριλαμβανομένης της μεμβράνης του Bruch και της χοριοτριχοειδής. (Εικόνα: Εθνικό Ινστιτούτο Οφθαλμών) Ο εξωτερικός φραγμός αίματος-αμφιβληστροειδούς του ματιού περιλαμβάνει το χρωστικό επιθήλιο του αμφιβληστροειδούς, τη μεμβράνη του Bruch και τη χοριοτριχοειδή. Πίστωση εικόνας: National Eye Institute. Ο Bharti και οι συνεργάτες του συνδύασαν τρεις ανώριμους τύπους χοριοειδικών κυττάρων σε μια υδρογέλη: περικύτταρα και ενδοθηλιακά κύτταρα, τα οποία είναι βασικά συστατικά των τριχοειδών αγγείων. και ινοβλάστες, που δίνουν δομή στους ιστούς. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες εκτύπωσαν το τζελ σε ένα βιοδιασπώμενο ικρίωμα. Μέσα σε λίγες μέρες, τα κύτταρα άρχισαν να ωριμάζουν σε ένα πυκνό τριχοειδές δίκτυο. Την ένατη ημέρα, οι επιστήμονες έσπειραν επιθηλιακά κύτταρα με χρωστική ουσία αμφιβληστροειδούς στην άλλη πλευρά του ικριώματος. Ο εκτυπωμένος ιστός έφτασε σε πλήρη ωριμότητα την ημέρα 42. Οι αναλύσεις ιστών και οι γενετικές και λειτουργικές εξετάσεις έδειξαν ότι ο εκτυπωμένος ιστός έμοιαζε και συμπεριφέρθηκε παρόμοια με τον φυσικό εξωτερικό φραγμό αίματος-αμφιβληστροειδούς. Υπό το επαγόμενο στρες, ο τυπωμένος ιστός εμφάνισε μοτίβα πρώιμης AMD, όπως εναποθέσεις drusen κάτω από το RPE και εξέλιξη σε όψιμο ξηρό στάδιο AMD, όπου παρατηρήθηκε υποβάθμιση του ιστού. Το χαμηλό οξυγόνο προκάλεσε υγρή εμφάνιση παρόμοια με την AMD, με υπερπολλαπλασιασμό των χοριοειδών αγγείων που μετανάστευσαν στη ζώνη υπο-RPE. Τα φάρμακα Anti-VEGF, που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία της AMD, κατέστειλαν την υπερανάπτυξη και τη μετανάστευση αυτού του αγγείου και αποκατέστησαν τη μορφολογία των ιστών. Ο εξωτερικός φραγμός αίματος-αμφιβληστροειδούς του ματιού περιλαμβάνει το χρωστικό επιθήλιο του αμφιβληστροειδούς, τη μεμβράνη του Bruch και τη χοριοτριχοειδή. (Εικόνα: Εθνικό Ινστιτούτο Οφθαλμών) «Με την εκτύπωση κυττάρων, διευκολύνουμε την ανταλλαγή κυτταρικών ενδείξεων που είναι απαραίτητες για την κανονική ανατομία του εξωτερικού φραγμού αίματος-αμφιβληστροειδούς», είπε ο Bharti. «Για παράδειγμα, η παρουσία κυττάρων RPE προκαλεί αλλαγές γονιδιακής έκφρασης στους ινοβλάστες που συμβάλλουν στον σχηματισμό της μεμβράνης του Bruch – κάτι που είχε προταθεί πριν από πολλά χρόνια, αλλά δεν είχε αποδειχθεί μέχρι το μοντέλο μας». Μεταξύ των τεχνικών προκλήσεων που αντιμετώπισε η ομάδα του Bharti ήταν η δημιουργία ενός κατάλληλου βιοαποικοδομήσιμου ικριώματος και η επίτευξη ενός σταθερού μοτίβου εκτύπωσης μέσω της ανάπτυξης μιας ευαίσθητης στη θερμοκρασία υδρογέλης που πέτυχε διακριτές σειρές όταν ήταν κρύο αλλά διαλύονταν όταν το τζελ θερμαινόταν. Η καλή συνοχή της σειράς επέτρεψε ένα πιο ακριβές σύστημα ποσοτικοποίησης των δομών των ιστών. Βελτιστοποίησαν επίσης την αναλογία κυτταρικού μείγματος περικυττάρων, ενδοθηλιακών κυττάρων και ινοβλαστών. Ανάπτυξη αιμοφόρων αγγείων σε τυπωμένες σειρές μείγματος ενδοθηλίου-περικυττάρου-ινοβλαστών. Την 7η ημέρα, τα αιμοφόρα αγγεία γεμίζουν το κενό μεταξύ των σειρών, σχηματίζοντας ένα δίκτυο τριχοειδών αγγείων. (Εικόνα: Kapil Bharti) Ο συν-συγγραφέας Marc Ferrer, Ph.D., διευθυντής του 3D Tissue Bioprinting Laboratory στο Εθνικό Κέντρο Προώθησης Μεταφραστικών Επιστημών του NIH, και η ομάδα του παρείχαν τεχνογνωσία για τη βιοκατασκευή των εξωτερικών ιστών φραγμού αίματος-αμφιβληστροειδούς " in-a-well», μαζί με αναλυτικές μετρήσεις που επιτρέπουν τον έλεγχο φαρμάκων. «Οι συλλογικές μας προσπάθειες κατέληξαν σε πολύ σχετικά μοντέλα ιστού αμφιβληστροειδούς εκφυλιστικών οφθαλμικών ασθενειών», είπε ο Ferrer. «Τέτοια μοντέλα ιστών έχουν πολλές πιθανές χρήσεις σε μεταφραστικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της θεραπευτικής ανάπτυξης». Ο Bharti και οι συνεργάτες του χρησιμοποιούν εκτυπωμένα μοντέλα φραγμού αίματος-αμφιβληστροειδούς για να μελετήσουν την AMD και πειραματίζονται με την προσθήκη επιπρόσθετων τύπων κυττάρων στη διαδικασία εκτύπωσης, όπως κύτταρα του ανοσοποιητικού, για την καλύτερη ανακεφαλαίωση του εγγενούς ιστού.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.nanowerk.com/news2/gadget/newsid=62077.php