研究者は 3D バイオプリンティングを使用して目の組織を作成します

23年2022月XNUMX日（Nanowerkニュース) 科学者は、患者の幹細胞と 3D バイオプリンティングを使用して、失明疾患のメカニズムの理解を進める目の組織を作成しました (ネイチャーメソッド, 「3D 外側網膜バリアは、進行性黄斑変性症における RPE 依存性脈絡膜表現型を明らかにする」）。 米国国立衛生研究所の一部である国立眼科研究所 (NEI) の研究チームは、血液網膜外関門 (網膜の光を感知する光受容体を支える眼組織) を形成する細胞の組み合わせを印刷しました。 この技術は、加齢黄斑変性症 (AMD) などの退行性網膜疾患を研究するために、患者由来の組織を理論的に無制限に提供します。

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「私たちは、AMD が外側の血液網膜関門から始まることを知っています」と、眼および幹細胞トランスレーショナル研究に関する NEI セクションを率いる Kapil Bharti 博士は述べています。 「しかし、AMD の開始と高度な乾性および湿性段階への進行のメカニズムは、生理学的に関連するヒトモデルが不足しているため、ほとんど理解されていません。」 外側の血液網膜関門は、血管が豊富な脈絡毛細血管からブルッフ膜によって分離された網膜色素上皮 (RPE) で構成されています。 ブルッフ膜は、脈絡毛細管と RPE の間の栄養素と老廃物の交換を調節します。 AMD では、ドルーゼンと呼ばれるリポタンパク質沈着がブルッフ膜の外側に形成され、その機能が妨げられます。 時間の経過とともに、RPE は分解し、光受容体の変性と視力喪失につながります。 外側の血液網膜関門は、ブルッフ膜と脈絡膜毛細血管を含む、網膜と脈絡膜の境界面です。 (画像: 国立眼科研究所) 目の外側の血液網膜関門は、網膜色素上皮、ブルッフ膜、および脈絡毛細管で構成されています。 画像クレジット：国立眼科研究所。 Bhartiらは、ヒドロゲルに42つの未熟な脈絡膜細胞タイプを組み合わせました。毛細血管の重要な構成要素である周皮細胞と内皮細胞です。 組織構造を与える線維芽細胞。 次に、科学者はゲルを生分解性の足場に印刷しました。 数日以内に、細胞は密な毛細血管網に成熟し始めました。 XNUMX日目に、科学者たちは足場の反対側に網膜色素上皮細胞を播種しました。 印刷された組織は XNUMX 日目に完全に成熟しました。組織分析と遺伝子および機能テストにより、印刷された組織がネイティブの外部血液網膜関門と同様に見え、動作することが示されました。 誘発されたストレス下で、印刷された組織は、RPEの下のドルーゼン沈着物や、組織の劣化が観察された乾期後期AMDへの進行など、初期AMDのパターンを示しました。 低酸素は、サブ RPE ゾーンに移動した脈絡膜血管の過剰増殖を伴う湿った AMD のような外観を誘発しました。 AMD の治療に使用される抗 VEGF 薬は、この血管の過成長と移動を抑制し、組織の形態を回復させました。 眼の外側の血液網膜関門は、網膜色素上皮、ブルッフ膜、および脈絡毛細管で構成されています。 (画像: 国立眼科研究所) 「細胞を印刷することで、通常の外部血液網膜関門の解剖学に必要な細胞の手がかりの交換を促進しています」と Bharti 氏は述べています。 「例えば、RPE 細胞の存在は、ブルッフ膜の形成に寄与する線維芽細胞の遺伝子発現の変化を誘発します。これは何年も前に示唆されていましたが、私たちのモデルまで証明されませんでした。」 Bharti のチームが取り組んだ技術的課題の中には、適切な生分解性足場を生成し、温度に敏感なハイドロゲルの開発を通じて一貫した印刷パターンを実現することがありました。これは、低温では明確な行を実現し、ゲルが温まると溶解します。 良好な行の一貫性により、組織構造を定量化するより正確なシステムが可能になりました。 彼らはまた、周皮細胞、内皮細胞、および線維芽細胞の細胞混合比を最適化しました。 内皮 - 周皮細胞 - 線維芽細胞混合物の印刷された行を横切る血管の成長。 7 日目までに、血管が列の間のスペースを埋め、毛細血管のネットワークを形成します。 (画像: Kapil Bharti) NIH の National Center for Advanceal Translational Sciences の 3D Tissue Bioprinting Laboratory の所長である共著者の Marc Ferrer 博士と彼のチームは、外側血液網膜関門組織のバイオファブリケーションに関する専門知識を提供しました。薬のスクリーニングを可能にする分析測定とともに。 「私たちの共同作業により、退行性眼疾患の非常に関連性の高い網膜組織モデルが得られました」と Ferrer 氏は述べています。 「このような組織モデルには、治療法の開発を含むトランスレーショナル アプリケーションで多くの潜在的な用途があります。」 Bharti と共同研究者は、印刷された血液網膜関門モデルを使用して AMD を研究しており、免疫細胞などの追加の細胞タイプを印刷プロセスに追加して、ネイティブ組織をより適切に再現する実験を行っています。

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• 情報源： https://www.nanowerk.com/news2/gadget/newsid=62077.php