ابتكر الباحثون في المعهد الوطني للعيون، وهو جزء من المعاهد الوطنية للصحة، بالولايات المتحدة, طريقة للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لأنسجة العين التي تشكل حاجز الدم الخارجي لشبكية العين. يدعم هذا النسيج المستقبلات الضوئية في شبكية العين وهو متسبب في بدء التنكس البقعي المرتبط بالعمر.
جمع الباحثون أنواعًا مختلفة من الخلايا، مشتقة بشكل أساسي من الخلايا الجذعية للمريض، في حامل هيدروجيل مناسب للطباعة البيولوجية وخلقوا بنية نسيجية تحاكي العديد من سمات الأنسجة الأصلية. يأمل الباحثون أن تسمح لهم هذه التقنية بتكوين إمداد غير محدود من أنسجة العين لدراسة أمراض العيون المختلفة.
يقوم الباحثون بخطوات واسعة في تطوير نماذج أكثر تقدمًا في الأنسجة المختبرية لدراسة المرض. تفتقر العديد من الأمراض إلى النماذج المختبرية ذات الصلة والمفيدة وفي كثير من الحالات قد لا تحاكي حيوانات التجارب بدقة فسيولوجيا الإنسان، فضلاً عن أنها تنطوي على مخاوف أخلاقية. لذلك، هناك حاجة لتطوير أنظمة أكثر تقدمًا في المختبر تسمح لنا بتقليد الأنسجة البشرية ودراسة الأمراض بدقة.
قال كابيل بهارتي، الباحث المشارك في الدراسة: “نحن نعلم أن التنكس البقعي المرتبط بالعمر يبدأ في الحاجز الدموي الخارجي لشبكية العين”. “ومع ذلك، فإن آليات بدء التنكس البقعي المرتبط بالعمر والتقدم إلى المراحل الجافة والرطبة المتقدمة لا تزال غير مفهومة جيدًا بسبب نقص النماذج البشرية ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية”.
لمعالجة هذا الأمر، طور هؤلاء الباحثون نموذجًا ثلاثي الأبعاد مطبوعًا بيولوجيًا للحاجز الدموي الخارجي لشبكية العين. في حالة التنكس البقعي المرتبط بالعمر، تتفكك ظهارة الشبكية الصباغية (RPE) لهذا النسيج، مما يؤدي إلى تنكس مستقبلات الضوء وضعف الرؤية في نهاية المطاف.
لإنشاء التركيبات المطبوعة، قام الباحثون بدمج ثلاثة أنواع من الخلايا، والتي تم اشتقاقها من الخلايا الجذعية للمريض. كانت هذه الخلايا البطانية والخلايا البطانية والأرومات الليفية. قاموا بخلط الخلايا بهيدروجيل حساس لدرجة الحرارة ثم قاموا بطباعة الخليط بيولوجيًا على سقالة قابلة للتحلل.
قام الباحثون بتربية تركيبات الأنسجة ولاحظوا أنها وصلت إلى مرحلة النضج بعد حوالي ستة أسابيع، مما يدل على سمات الحاجز الدموي الخارجي الأصلي في شبكية العين. ثم تمكنوا بعد ذلك من وضع نموذج للضمور البقعي المرتبط بالعمر عن طريق تعريض الأنسجة لانخفاض الأكسجين واختبروا تأثيرات الأدوية التي تُستخدم لعلاج الحالة لدى البشر.
قال بهارتي: “من خلال طباعة الخلايا، نحن نسهل تبادل الإشارات الخلوية الضرورية لتشريح الحاجز الدموي الخارجي الطبيعي”. “على سبيل المثال ، يؤدي وجود خلايا RPE إلى إحداث تغييرات في التعبير الجيني في الخلايا الليفية التي تساهم في تكوين غشاء Bruch – وهو أمر تم اقتراحه منذ عدة سنوات ولكن لم يتم إثباته حتى نموذجنا”.
