उम्र से संबंधित धब्बेदार अध:पतन (एएमडी) अंधेपन का एक प्रमुख कारण है। यह रेटिनल पिगमेंट एपिथेलियम (आरपीई), ब्रुच की झिल्ली और कोरियोकैपिलारिस द्वारा निर्मित बाहरी-रक्त-रेटिना-बैरियर (ओबीआरबी) में शुरू होता है। शारीरिक रूप से प्रासंगिक मानव ओबीआरबी मॉडल की कमी के कारण एएमडी दीक्षा और प्रगति तंत्र को अभी भी बेहतर ढंग से समझने की आवश्यकता है।
राष्ट्रीय नेत्र संस्थान (एनईआई) अनुसंधान दल, जो राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान का हिस्सा है, ने रोगी का प्रयोग किया स्टेम कोशिकाओं और आंखों के ऊतकों का उत्पादन करने के लिए 3डी बायोप्रिंटिंग जो अंधा करने वाली बीमारियों के तंत्र की समझ को आगे बढ़ाएगी। वैज्ञानिकों ने कोशिकाओं का एक संयोजन मुद्रित किया जो बाहरी रक्त-रेटिना अवरोध का निर्माण करता है।
रेटिनल पिगमेंट एपिथेलियम (आरपीई), रक्त वाहिका-समृद्ध कोरियोकैपिलारिस से अलग हो जाता है ब्रुच की झिल्ली, बाहरी रक्त-रेटिना अवरोध बनाता है। कोरियोकैपिलारिस और आरपीई ब्रुच की झिल्ली के नियंत्रण में पोषक तत्वों और अपशिष्ट का आदान-प्रदान करते हैं। ड्रूसन, जो लिपोप्रोटीन संचय हैं, एएमडी में ब्रुच की झिल्ली के बाहर विकसित होते हैं और इसके कार्य में बाधा डालते हैं। समय के साथ आरपीई का क्षरण फोटोरिसेप्टर के क्षरण और दृष्टि हानि का कारण बनता है।
वैज्ञानिकों ने तीन अपरिपक्व कोरॉइडल कोशिका प्रकारों को एक हाइड्रोजेल में संयोजित किया: पेरिसाइट्स, एंडोथेलियल कोशिकाएं और फ़ाइब्रोब्लास्ट। फिर उन्होंने जेल को एक बायोडिग्रेडेबल मचान पर मुद्रित किया। कुछ ही दिनों में कोशिकाएँ घने केशिका नेटवर्क में परिपक्व होने लगीं।
नौवें दिन, वैज्ञानिकों ने मचान के दूसरी तरफ रेटिना पिगमेंट एपिथेलियल कोशिकाओं का बीजारोपण किया। मुद्रित ऊतक 42वें दिन पूर्ण परिपक्वता तक पहुंच गया। ऊतक विश्लेषण और आनुवंशिक और कार्यात्मक परीक्षण से पता चला कि मुद्रित ऊतक मूल बाहरी रक्त-रेटिना बाधा के समान दिखता और व्यवहार करता है।
बी। आंख के बाहरी रक्त-रेटिना अवरोध में रेटिना पिगमेंट एपिथेलियम, ब्रुच की झिल्ली और कोरियोकैपिलारिस शामिल हैं। छवि क्रेडिट: राष्ट्रीय नेत्र संस्थान।
सी। एंडोथेलियल-पेरीसाइट-फाइब्रोब्लास्ट कोशिका मिश्रण की मुद्रित पंक्तियों में रक्त वाहिकाओं का विकास। 7वें दिन तक, रक्त वाहिकाएं पंक्तियों के बीच की जगह को भर देती हैं, जिससे केशिकाओं का एक नेटवर्क बन जाता है। छवि क्रेडिट: कपिल भारती।
तनाव के अधीन होने पर, मुद्रित ऊतक ने प्रारंभिक-चरण एएमडी विशेषताओं को प्रदर्शित किया, जैसे कि आरपीई के तहत ड्रूसन जमा, और देर-चरण शुष्क-चरण एएमडी में प्रगति की, जहां ऊतक टूटना देखा गया था। कम ऑक्सीजन के स्तर के कारण कोरॉइडल वैस्कुलर हाइपरप्रोलिफरेशन के साथ गीला एएमडी जैसा लुक आया जो उप-आरपीई क्षेत्र में चला गया। जब एएमडी का इलाज करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो एंटी-वीईजीएफ दवाएं रक्त वाहिकाओं के गठन और प्रवासन को धीमा कर देती हैं, साथ ही ऊतक के आकार में भी सुधार करती हैं।
कपिल भारती, पीएच.डी., जो ओकुलर और स्टेम सेल ट्रांसलेशनल रिसर्च पर एनईआई अनुभाग के प्रमुख हैं, ने कहा, “कोशिकाओं को मुद्रित करके, हम सामान्य बाहरी रक्त-रेटिना बाधा शरीर रचना के लिए आवश्यक सेलुलर संकेतों के आदान-प्रदान की सुविधा प्रदान कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, RPE कोशिकाओं की उपस्थिति प्रेरित करती है जीन की अभिव्यक्ति फ़ाइब्रोब्लास्ट में परिवर्तन जो ब्रुच की झिल्ली के निर्माण में योगदान करते हैं - कुछ ऐसा जो कई साल पहले सुझाया गया था लेकिन हमारे मॉडल तक सिद्ध नहीं हुआ था।
वैज्ञानिकों ने दो तकनीकी मुद्दों पर ध्यान दिया: एक उपयुक्त बायोडिग्रेडेबल मचान बनाना और एक सुसंगत मुद्रण पैटर्न प्राप्त करना। उन्होंने एक तापमान-संवेदनशील हाइड्रोजेल विकसित किया जो जेल ठंडा होने पर अलग-अलग पंक्तियाँ उत्पन्न करता था लेकिन जेल गर्म होने पर घुल जाता था। ऊतक वास्तुकला का आकलन करने की एक अधिक सटीक प्रणाली अच्छी पंक्ति स्थिरता द्वारा संभव बनाई गई थी। इसके अतिरिक्त, उन्होंने कोशिका संयोजन में फ़ाइब्रोब्लास्ट, एंडोथेलियल कोशिकाओं और पेरिसाइट्स के अनुपात को अनुकूलित किया।
सह-लेखक मार्क फेरर, पीएच.डी., एनआईएच के नेशनल सेंटर फॉर एडवांसिंग ट्रांसलेशनल साइंसेज में 3डी टिशू बायोप्रिंटिंग प्रयोगशाला के निदेशक, और उनकी टीम ने बाहरी रक्त-रेटिना बाधा ऊतकों के बायोफैब्रिकेशन के लिए विशेषज्ञता प्रदान की। दवा स्क्रीनिंग को सक्षम करने के लिए विश्लेषणात्मक माप के साथ।
[एम्बेडेड सामग्री]
"हमारे सहयोगात्मक प्रयासों के परिणामस्वरूप अपक्षयी नेत्र रोगों के बहुत प्रासंगिक रेटिना ऊतक मॉडल सामने आए हैं," फेरर कहा. "ऐसे ऊतक मॉडल के चिकित्सीय विकास सहित अनुवाद संबंधी अनुप्रयोगों में कई संभावित उपयोग हैं।"
जर्नल संदर्भ:
- मिन जे सॉन्ग, रस क्विन और अन्य। बायोप्रिंटेड 3डी बाहरी रेटिना बैरियर उन्नत मैक्यूलर डिजनरेशन में आरपीई-निर्भर कोरॉइडल फेनोटाइप को उजागर करता है। प्रकृति के तरीके, 2022; डीओआई: 10.1038/s41592-022-01701-1
