Американские ученые разработали искусственный гемато-ретинальный барьер — барьер между сетчаткой и кровью. Он состоит из напечатанного на 3D-принтере скаффолда с нанесенным гидрогелем, в котором растет три типа клеток. Исследование опубликовано в журнале Nature Methods.
Гемато-ретинальный барьер (ГРБ) — это барьер, который отделяет сетчатку глаза от кровеносных сосудов. Он состоит из пигментного эпителия сетчатки (ПЭС) и мембраны Бруха, которая регулирует обмен питательными веществами между сосудистой оболочкой глаза и ПЭС. Известно, что разные дегенеративные заболевания сетчатки, такие как макулодистрофия, начинаются именно с ГРБ. При макулодистрофии с наружной стороны мембраны Бруха образуются друзы — отложения липопротеинов. Из-за этого нарушается функция мембраны. Со временем ПЭС разрушается, что приводит к дегенерации фоторецепторов и потере зрения.
Ученые разработали искусственную модель ГРБ. В качестве основы они использовали гидрогель. Его заселили тремя типами клеток, которые характерны для сосудистой оболочки глаза: перицитами и клетками эндотелия, которые являются ключевыми компонентами капилляров, а также фибробластами. Последние относятся к иммунным клеткам, которые стимулируют образование ткани. Гель с клетками ученые нанесли на биоразлагаемый скаффолд, напечатанный на 3D-принтере. За несколько дней клетки созрели, создав плотную сесть капилляров. На девятый день на оборотную сторону скаффолда ученые засеяли клетки ПЭС, которые созрели к 42-му дню.
Проведя анализ ткани и экспрессии генов клетками, ученые заключили, что модель ведет себя похоже на естественный ГРБ. Далее исследователи использовали свою модель ГРБ для изучения макулодистрофии. Они показали, что при стрессе наблюдаются ранние признаки макулодистрофии, например образуются друзы. На поздних стадиях ткань начинала деградировать. При снижении доступа кислорода также развивалась макулодистрофия, при этом сосуды прорастали к ПЭС. Используя лекарства, направленные против VEGF и обычно использующиеся для лечения макулодистрофии, исследователи смогли подавить избыточный рост сосудов и их миграцию. Это позволило восстановить морфологию ткани.
При разработке искусственной модели ГРБ ученые столкнулись с рядом технических трудностей. Так, им нужно было подобрать подходящий биоразлагаемый скаффолд. Также они использовали чувствительный к температуре гидрогель, который таял, если нагревался. Это было нужно для того, чтобы он ложился более равномерно. Кроме того, исследователи подобрали оптимальное соотношение перицитов, эндотелиальных клеток и фибробластов.
Разработанная модель ГРБ удобна для исследования дегенеративных заболеваний сетчатки. Кроме того, такая модель может быть полезна при разработке методов их лечения. Исследователи планируют добавить в модель и другие клетки, чтобы она более точно отражала естественный ГРБ.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
