يعد التنكس البقعي المرتبط بالعمر (AMD) سببًا رئيسيًا للعمى. يبدأ في الحاجز الدموي الخارجي لشبكية العين (oBRB) الذي يتكون من ظهارة الشبكية الصبغية (RPE) وغشاء Bruch و choriocapillaris. لا تزال آليات بدء AMD والتقدم بحاجة إلى فهم أفضل بسبب الافتقار إلى نماذج oBRB البشرية ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية.
استخدم فريق البحث التابع للمعهد الوطني للعيون (NEI) ، وهو جزء من المعاهد الوطنية للصحة ، المريض الخلايا الجذعية والطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لإنتاج أنسجة العين التي من شأنها تعزيز فهم آليات الأمراض المسببة للعمى. قام العلماء بطباعة مجموعة من الخلايا التي تشكل الحاجز الدموي الخارجي لشبكية العين.
تم فصل الظهارة الصبغية للشبكية عن المشيمة المشيمية الغنية بالأوعية الدموية بواسطة غشاء بروخ، يشكل الحاجز الدموي الخارجي لشبكية العين. تتبادل المشيمية و RPE المغذيات والنفايات تحت سيطرة غشاء Bruch. يتطور Drusen ، وهو تراكمات البروتين الدهني ، خارج غشاء Bruch في AMD ويعيق وظيفته. يؤدي تدهور RPE بمرور الوقت إلى تدهور مستقبلات الضوء وفقدان الرؤية.
جمع العلماء ثلاثة أنواع من الخلايا المشيمية غير الناضجة في هيدروجيل: الخلايا البطانية والخلايا البطانية والأرومات الليفية. ثم قاموا بطباعة الجل على سقالة قابلة للتحلل. في غضون أيام ، بدأت الخلايا تنضج لتصبح شبكة شعرية كثيفة.
في اليوم التاسع ، زرع العلماء الخلايا الظهارية الصبغية لشبكية العين على الجانب الآخر من السقالة. وصلت الأنسجة المطبوعة إلى مرحلة النضج الكامل في اليوم 42. أظهرت تحليلات الأنسجة والاختبارات الجينية والوظيفية أن الأنسجة المطبوعة تبدو وتتصرف بشكل مشابه لحاجز الدم الخارجي الأصلي في شبكية العين.
ب. يتكون الحاجز الدموي الخارجي للعين من ظهارة الشبكية الصباغية وغشاء بروش و المشيمية. رصيد الصورة: المعهد الوطني للعيون.
ج. نمو الأوعية الدموية عبر الصفوف المطبوعة من خليط الخلايا الليفية البطانية. بحلول اليوم السابع ، تملأ الأوعية الدموية الفراغ بين الصفوف ، وتشكل شبكة من الشعيرات الدموية. رصيد الصورة: Kapil Bharti.
عندما تتعرض الأنسجة المطبوعة للإجهاد ، تعرض خصائص AMD في المراحل المبكرة ، مثل رواسب البراري تحت RPE ، وتقدمت إلى المرحلة الجافة المتأخرة من AMD ، حيث شوهد انهيار الأنسجة. تسبب انخفاض مستويات الأكسجين في ظهور مظهر رطب شبيه بـ AMD مع فرط تكاثر الأوعية الدموية المشيمية التي انتقلت إلى منطقة RPE الفرعية. عند استخدامها لعلاج AMD ، تعمل الأدوية المضادة لـ VEGF على إبطاء تكوين وهجرة الأوعية الدموية مع تحسين شكل الأنسجة أيضًا.
قال كابيل بهارتي ، دكتوراه ، الذي يرأس قسم NEI في أبحاث العين والخلايا الجذعية المترجمة ، "من خلال طباعة الخلايا ، نحن نسهل تبادل الإشارات الخلوية الضرورية لتشريح الحاجز الدموي الخارجي الطبيعي. على سبيل المثال ، يؤدي وجود خلايا RPE التعبير الجيني التغييرات في الخلايا الليفية التي تساهم في تكوين غشاء Bruch - وهو أمر تم اقتراحه منذ عدة سنوات ولكن لم يتم إثباته حتى نموذجنا. "
تناول العلماء مسألتين تقنيتين: إنشاء سقالة مناسبة قابلة للتحلل البيولوجي وتحقيق نمط طباعة ثابت. لقد طوروا هيدروجيل حساس لدرجة الحرارة ينتج صفوفًا مميزة بينما كان الجل باردًا ولكنه يذوب عندما يسخن الجل. أصبح نظامًا أكثر دقة لتقييم بنية الأنسجة ممكنًا من خلال اتساق الصف الجيد. بالإضافة إلى ذلك ، قاموا بتحسين نسبة الخلايا الليفية والخلايا البطانية والنباتات في تركيبة الخلايا.
قدم المؤلف المشارك مارك فيرير ، الحاصل على درجة الدكتوراه ، ومدير مختبر الطباعة الحيوية للأنسجة ثلاثية الأبعاد في المركز الوطني لتطوير العلوم الانتقالية التابع للمعاهد الوطنية للصحة ، وفريقه الخبرة في التصنيع الحيوي لأنسجة الحاجز الدموي الخارجي لشبكية العين "داخل البئر ، "جنبًا إلى جنب مع القياسات التحليلية لتمكين فحص الأدوية.
[المحتوى جزءا لا يتجزأ]
"أسفرت جهودنا التعاونية عن نماذج أنسجة شبكية وثيقة الصلة بأمراض العين التنكسية ،" فيرير محمد. "نماذج الأنسجة هذه لها العديد من الاستخدامات المحتملة في التطبيقات متعدية ، بما في ذلك تطوير العلاجات."
المرجع مجلة:
- مين جاي سونج ، روس كوين وآخرون. يكشف حاجز الشبكية الخارجي ثلاثي الأبعاد المطبوع بيولوجيًا النمط الظاهري المشيمي المعتمد على RPE في التنكس البقعي المتقدم. طرق الطبيعة، 2022، DOI: 10.1038/s41592-022-01701-1
