Печать глазных тканей

Глаз — это мозг, вынесенный наружу. И подобно заболеваниям мозга, многие заболевания глаза остаются загадкой для ученых. Иногда их изучают по поведению тканей, выращенных из стволовых клеток. Точно так же мозг изучают по его органоидам, выращенным in vitro.

Макулодистрофия — это одна из самых распространенных болезней глаз. Так называют дегенеративные заболевания желтого пятна глаза. Оно расположено напротив зрачка. Это область самой четкой видимости на сетчатке. Механизм дегенерации желтого пятна, делящийся на сухую и мокрую стадии, пока загадка. Не в последнюю очередь потому, что нет образцов для исследований. Где же взять ткани глаза? Вырастить in vitro.

Именно так и поступили ученые из Института глаза, одного из Национальных институтов здоровья США, руководимые доктором Кепилом Бхарти (Kapil Bharti). Они напечатали слой ткани, из которой состоит внешний барьер между сетчаткой и кровеносными сосудами, оплетающими глаз. Ткань содержит клетки нескольких видов. С дегенерации этого барьера и начинается макулодистрофия. Барьер содержит эпителий сетчатки, который отделен от капиллярной ткани мембраной, регулирующей обмен продуктов питания и распада. По мере старения на мембране оседает липопротеин и мешает ей нормально работать.

Биологи свели в гидрогеле три вида клеток капиллярной ткани. Это перициты и клетки эндотелия, ключевые компоненты сосудов, и фибробласты, задающие тканевую структуру. Затем ученые напечатали искусственную ткань — с помощью 3D-принтера нанесли гель на биоразлагаемую основу.

В геле за несколько дней выросла плотная сеть капилляров. На девятый день творения ученые помещали пигментные клетки эпителия сетчатки на обратную сторону подложки. Полной зрелости ткань достигала на 42-й день. Получилась отличная модель глазной ткани, которая при внешнем механическом воздействии вела себя подобно натуральной. Например, на ней выпадал белковый осадок и проявлялись все стадии дегенерации. А введение известных лекарств эти процессы приостанавливало.

Достижение биологов дает возможность массово выращивать ткани глаза для исследований дегенеративных заболеваний сетчатки. Сейчас группа работает над проблемами выбора подложки, оптимизации соотношения трех видов клеток при печати и других ее режимов, в частности температуры геля. Авторы работы надеются и на создание тканей для пересадки больным. Работа появилась в конце прошлого года в журнале Nature Methods.