จอประสาทตาเสื่อมที่เกี่ยวข้องกับอายุ (AMD) เป็นสาเหตุสำคัญของการตาบอด เริ่มต้นในม่านตาม่านตาชั้นนอก (oBRB) ที่เกิดจากเยื่อบุเม็ดสีจอประสาทตา (RPE) เยื่อหุ้มของบรูช และคอริโอแคปิลลาริส กลไกการเริ่มต้นและการลุกลามของ AMD ยังคงจำเป็นต้องเข้าใจให้ดีขึ้น เนื่องจากขาดแบบจำลอง oBRB ของมนุษย์ที่มีความเกี่ยวข้องทางสรีรวิทยา
ทีมวิจัยของสถาบันตาแห่งชาติ (NEI) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ ใช้ผู้ป่วย เซลล์ต้นกำเนิด และการพิมพ์ทางชีวภาพแบบ 3 มิติเพื่อสร้างเนื้อเยื่อดวงตาที่จะพัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับกลไกของโรคที่ทำให้มองไม่เห็น นักวิทยาศาสตร์ได้พิมพ์เซลล์ที่รวมกันเป็นแผงกั้นเลือดและจอประสาทตาด้านนอก
เยื่อบุผิวเม็ดสีจอประสาทตา (RPE) แยกออกจาก choriocapillaris ที่อุดมด้วยหลอดเลือดโดย เยื่อหุ้มของบรูช, ทำหน้าที่กั้นม่านเลือดและจอประสาทตาด้านนอก choriocapillaris และ RPE แลกเปลี่ยนสารอาหารและของเสียภายใต้การควบคุมของเมมเบรนของ Bruch Drusen ซึ่งเป็นการสะสมของไลโปโปรตีน พัฒนานอกเยื่อหุ้มของ Bruch ใน AMD และขัดขวางการทำงานของมัน การย่อยสลาย RPE เมื่อเวลาผ่านไปทำให้เซลล์รับแสงเสื่อมและสูญเสียการมองเห็น
นักวิทยาศาสตร์รวมเซลล์คอรอยด์ที่ยังไม่เจริญเต็มที่สามประเภทไว้ในไฮโดรเจล: เพอริไซต์ เซลล์บุผนังหลอดเลือด และไฟโบรบลาสต์ จากนั้นพวกเขาก็พิมพ์เจลลงบนโครงที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ภายในไม่กี่วัน เซลล์ต่างๆ ก็เริ่มเจริญเติบโตเป็นโครงข่ายของเส้นเลือดฝอยที่หนาแน่น
ในวันที่เก้า นักวิทยาศาสตร์ได้เพาะเซลล์เยื่อบุผิวเม็ดสีเรตินาที่ด้านพลิกของโครง เนื้อเยื่อที่พิมพ์ออกมาจะโตเต็มที่ในวันที่ 42 การวิเคราะห์เนื้อเยื่อและการทดสอบทางพันธุกรรมและการทำงานแสดงให้เห็นว่าเนื้อเยื่อที่พิมพ์ออกมานั้นดูและมีลักษณะการทำงานคล้ายกับสิ่งกีดขวางจอประสาทตาในเลือดด้านนอก
ข. สิ่งกีดขวางเลือดและจอประสาทตาด้านนอกของดวงตาประกอบด้วยเยื่อบุเม็ดสีจอประสาทตา เยื่อหุ้มของบรูช และคอริโอแคปิลลาริส เครดิตภาพ: สถาบันตาแห่งชาติ
ค. การเจริญเติบโตของหลอดเลือดข้ามแถวที่พิมพ์ออกมาของส่วนผสมของเซลล์บุผนังหลอดเลือด-เพอริไซต์-ไฟโบรบลาสต์ ในวันที่ 7 หลอดเลือดจะเติมเต็มช่องว่างระหว่างแถว ทำให้เกิดเครือข่ายของเส้นเลือดฝอย เครดิตภาพ: Kapil Bharti
เมื่ออยู่ภายใต้ความเครียด เนื้อเยื่อที่พิมพ์ออกมาจะแสดงคุณลักษณะของ AMD ในระยะเริ่มต้น เช่น การสะสมของ drusen ภายใต้ RPE และก้าวหน้าไปสู่ AMD ระยะแห้งระยะสุดท้าย ซึ่งจะเห็นการสลายของเนื้อเยื่อ ระดับออกซิเจนต่ำทำให้เกิดลักษณะคล้าย AMD ที่เปียกและมีการแพร่กระจายของหลอดเลือดคอรอยด์มากเกินไปซึ่งเคลื่อนเข้าสู่โซนย่อย RPE เมื่อใช้ในการรักษา AMD ยาต้าน VEGF จะชะลอการสร้างและการเคลื่อนตัวของหลอดเลือด ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงรูปร่างของเนื้อเยื่อด้วย
ดร. Kapil Bharti ซึ่งเป็นหัวหน้าแผนก NEI ด้านการวิจัยการแปลจักษุและเซลล์ต้นกำเนิดกล่าวว่า “ด้วยการพิมพ์เซลล์ เรากำลังอำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนสัญญาณของเซลล์ที่จำเป็นสำหรับกายวิภาคของสิ่งกีดขวางจอประสาทตาและเลือดด้านนอกตามปกติ ตัวอย่างเช่น การมีอยู่ของเซลล์ RPE กระตุ้นให้เกิด การแสดงออกของยีน การเปลี่ยนแปลงของไฟโบรบลาสต์ที่มีส่วนทำให้เกิดเยื่อหุ้มของบรูช ซึ่งเป็นสิ่งที่แนะนำเมื่อหลายปีก่อน แต่ไม่ได้รับการพิสูจน์จนกระทั่งแบบจำลองของเรา”
นักวิทยาศาสตร์ได้กล่าวถึงประเด็นทางเทคโนโลยีสองประเด็น: การสร้างฐานที่ย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างเหมาะสม และบรรลุรูปแบบการพิมพ์ที่สอดคล้องกัน พวกเขาพัฒนาไฮโดรเจลที่ไวต่ออุณหภูมิซึ่งสร้างแถวที่แตกต่างกันในขณะที่เจลเย็น แต่จะละลายเมื่อเจลอุ่นขึ้น ระบบการประเมินสถาปัตยกรรมเนื้อเยื่อที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกิดขึ้นได้ด้วยความสม่ำเสมอของแถวที่ดี นอกจากนี้ พวกเขายังปรับสัดส่วนของไฟโบรบลาสต์ เซลล์บุผนังหลอดเลือด และเพอริไซต์ในการรวมเซลล์ให้เหมาะสมอีกด้วย
ผู้เขียนร่วม Marc Ferrer, Ph.D. ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ 3D Tissue Bioprinting Laboratory ที่ National Center for Advancing Translational Sciences ของ NIH และทีมงานของเขาได้มอบความเชี่ยวชาญด้านการผลิตทางชีวภาพของเนื้อเยื่อกั้นจอประสาทตาด้านนอก "ในบ่อน้ำ" ” พร้อมด้วยการตรวจวัดเชิงวิเคราะห์เพื่อให้สามารถคัดกรองยาได้
[เนื้อหาฝัง]
“ความพยายามในการทำงานร่วมกันของเราส่งผลให้มีแบบจำลองเนื้อเยื่อเรตินาของโรคตาเสื่อมที่เกี่ยวข้องมาก” เฟอร์เรอร์ กล่าวว่า. “แบบจำลองเนื้อเยื่อดังกล่าวมีประโยชน์หลายอย่างในการใช้งานเชิงแปล รวมถึงการพัฒนาด้านการบำบัดรักษา”
การอ้างอิงวารสาร:
- มิน แจ ซอง, รัส ควินน์ และคณะ สิ่งกีดขวางเรตินาด้านนอกแบบ 3 มิติที่พิมพ์โดยชีวภาพเผยให้เห็นฟีโนไทป์ของคอรอยด์ที่ขึ้นกับ RPE ในการเสื่อมสภาพของจอประสาทตาขั้นสูง วิธีธรรมชาติ, 2022; ดอย: 10.1038/s41592-022-01701-1
