ניוון מקולרי הקשור לגיל (AMD) הוא הגורם המוביל לעיוורון. הוא מתחיל במחסום הדם החיצוני-רשתית (oBRB) הנוצר על ידי אפיתל פיגמנט הרשתית (RPE), הממברנה של ברוך ו-choriocapillaris. עדיין צריך להבין טוב יותר את מנגנוני ההתחלה וההתקדמות של AMD בגלל היעדר מודלים של oBRB אנושיים רלוונטיים מבחינה פיזיולוגית.
צוות המחקר של מכון העין הלאומי (NEI), חלק מהמכונים הלאומיים לבריאות, השתמש בחולה תאי גזע והדפסה ביולוגית תלת מימדית לייצור רקמת עיניים שתקדם את ההבנה של מנגנוני המחלות העיוורות. מדענים הדפיסו שילוב של תאים היוצרים את מחסום הדם-רשתית החיצוני.
אפיתל הפיגמנט ברשתית (RPE), מופרד מה-choriocapillaris העשיר בכלי דם על ידי הממברנה של ברוך, מהווה את מחסום הדם-רשתית החיצוני. ה-choriocapillaris ו-RPE מחליפים חומרים מזינים ופסולת תחת שליטה של הממברנה של ברוך. Drusen, שהם הצטברות ליפופרוטאין, מתפתחים מחוץ לממברנה של הברוך ב-AMD ומפריעים לתפקודו. התדרדרות RPE לאורך זמן גורמת להידרדרות של קולטן הפוטו ואובדן ראייה.
מדענים שילבו שלושה סוגי תאים כורואידים לא בשלים בהידרוג'ל: פריציטים, תאי אנדותל ופיברובלסטים. לאחר מכן הם הדפיסו את הג'ל על פיגום מתכלה. בתוך ימים, החלו התאים להבשיל לרשת נימית צפופה.
ביום התשיעי, המדענים זרעו תאי אפיתל פיגמנט רשתית בצד ההפוך של הפיגום. הרקמה המודפסת הגיעה לבגרות מלאה ביום 42. ניתוחי רקמות ובדיקות גנטיות ותפקודיות הראו שהרקמה המודפסת נראתה ומתנהגת בדומה למחסום הדם-רשתית החיצוני המקומי.
ב. מחסום הדם-רשתית החיצוני של העין כולל אפיתל פיגמנט ברשתית, הממברנה של ברוך וה-choriocapillaris. קרדיט תמונה: המכון הלאומי לעיניים.
ג. צמיחה של כלי דם על פני שורות מודפסות של תערובת תאי אנדותל-פריציט-פיברובלסט. ביום השביעי, כלי דם ממלאים את החלל בין השורות ויוצרים רשת של נימים. קרדיט תמונה: קאפיל בהארטי.
כשהיא נתונה ללחץ, רקמה מודפסת הציגה מאפייני AMD בשלב מוקדם, כגון משקעי דרוזן מתחת ל-RPE, והתקדמה לשלב מאוחר של AMD, שבו נראה התמוטטות רקמות. רמות חמצן נמוכות גרמו למראה רטוב דמוי AMD עם התפשטות יתר של כלי הדם הכורואידים שעברו לאזור תת-RPE. בשימוש לטיפול ב-AMD, תרופות אנטי-VEGF האטו את היווצרותם והנדידה של כלי דם ובמקביל גם משפרות את צורת הרקמה.
Kapil Bharti, Ph.D., העומד בראש מדור NEI למחקר תרגום עיניים ותאי גזע אמר: "על ידי הדפסת תאים, אנו מקלים על החלפת רמזים תאיים הנחוצים לאנטומיה תקינה של מחסום דם-רשתית חיצונית. לדוגמה, נוכחותם של תאי RPE מעוררת ביטוי גנים שינויים בפיברובלסטים שתורמים להיווצרות הממברנה של ברוך - דבר שהוצע לפני שנים רבות אך לא הוכח עד המודל שלנו".
מדענים התייחסו לשתי סוגיות טכנולוגיות: יצירת פיגום מתכלה מתאים והשגת דפוס הדפסה עקבי. הם פיתחו הידרוג'ל רגיש לטמפרטורה שיצר שורות ברורות בזמן שהג'ל היה קר אבל נמס כשהג'ל התחמם. מערכת מדויקת יותר של הערכת ארכיטקטורת רקמות התאפשרה על ידי עקביות טובה של שורות. בנוסף, הם ייעלו את שיעור הפיברובלסטים, תאי האנדותל והפריציטים בשילוב התא.
מחבר שותף מארק פרר, Ph.D., מנהל המעבדה להדפסת רקמות תלת-ממדית במרכז הלאומי לקידום מדעי התרגום של NIH, והצוות שלו סיפקו מומחיות לייצור ביולוגי של רקמות המחסום החיצוניות של דם-רשתית "בבאר, יחד עם מדידות אנליטיות כדי לאפשר בדיקת תרופות.
[תוכן מוטבע]
"המאמצים המשותפים שלנו הביאו למודלים רלוונטיים מאוד של רקמת רשתית של מחלות עיניים ניווניות", פרר אמר. "למודלים של רקמות כאלה יש שימושים פוטנציאליים רבים ביישומים תרגום, כולל פיתוח טיפולי."
עיון ביומן:
- Min Jae Song, Russ Quinn et al. מחסום רשתית רשתית חיצונית תלת מימדית מודפסת ביולוגית חושף פנוטיפ כורואיד תלוי RPE בניוון מקולרי מתקדם. שיטות טבע, 2022; DOI: 10.1038/s41592-022-01701-1
