Вчені відновили клітини сітківки ока в лабораторії за допомогою нанотехнологій

Намагаючись подолати основну причину сліпоти в розвинених країнах, дослідники залучили нанотехнології, щоб допомогти відновити клітини сітківки.

Макулодистрофія – це форма центральної втрати зору, яка має серйозні соціальні, рухові та психічні наслідки. Вона зачіпає сотні мільйонів людей у всьому світі і поширеність її зростає.

Дегенерація є наслідком пошкодження пігментних клітин сітківки. Наш організм не в змозі виростити і замінити ці клітини, коли вони починають відмирати, тому вчені досліджують альтернативні методи заміни цих клітин і мембрани, в якій вони знаходяться.

“Раніше вчені вирощували клітини на плоскій поверхні, що не є біологічно доцільним, – пояснює біохімік з Університету Англії Раскіна Барбара Пірсьонек (Barbara Pierscionek).

“За допомогою цих нових методів було показано, що клітинні лінії процвітають у тривимірному середовищі, яке створюють риштування”.

Біомедик з Університету Ноттінгем Трент Біола Егбоуон та її колеги виготовили ці 3D-скаффолди з полімерних нановолокон і покрили їх стероїдом, щоб зменшити запалення.

Використовуючи техніку електроспінінгу, яка виробляє волокна нанометрової ширини шляхом розбризкування розплавленого полімеру через поле високої напруги, команда змогла зробити каркас достатньо тонким.

Полімер поліакрилонітрилу, який вони використовували, забезпечив механічну міцність, а полімер джефамін притягує воду, по суті, дозволяючи синтетичному каркасу діяти як мембрана.

Здатність матеріалу притягувати воду допомагає клітинам зв’язуватися з каркасом, а також стимулює їхній ріст, але коли цей ефект занадто сильний, то в попередніх дослідженнях він також був пов’язаний із загибеллю клітин.

Новий склад, розроблений командою, виявився саме тим, що потрібно, оскільки система збільшила ріст і тривалість життя лабораторних клітин сітківки і підтримувала їх життєздатність протягом щонайменше 150 днів.

“Це дослідження вперше продемонструвало, що нановолоконні каркаси, оброблені протизапальною речовиною, такою як флуоцинолону ацетонід, можуть посилювати ріст, диференціацію та функціональність пігментних епітеліальних клітин сітківки”, – говорить Піршонек.

Попередні спроби використовували колаген і целюлозу для створення подібного каркасу, але Егбоуон і його команда вважають, що їхній синтетичний варіант буде легше зробити сумісним з нашою імунною системою і його буде простіше модифікувати.

Нове дослідження продемонструвало, що цей метод може підтримувати необхідний єдиний шар клітин сітківки здоровим, виробляючи біомаркери, які вказують на те, що вони функціонують більш природно, ніж ті, що були виявлені при вирощуванні на інших середовищах.

Однак ми ще багато чого не знаємо про те, наскільки життєздатним буде цей підхід для лікування пацієнтів з макулярною дегенерацією.

“Хоча це може вказувати на потенціал таких клітинних каркасів у регенеративній медицині, це не вирішує питання біосумісності з людськими тканинами”, – застерігають Егбоуон та його колеги у своїй статті, оскільки існує величезна різниця між вирощуванням клітин у чашці Петрі та наявністю функціонуючого замінника тканини в організмі.

Інші дослідження в цій галузі вже вивчають, чи можна під’єднати вирощені в лабораторії клітини до інших типів клітин сітківки, щоб сформувати функціонуючі одиниці тканини. Інша тактика передбачає активацію клітин, що вже є в тканинах людського ока, які регенерують клітини сітківки інших тварин.

Наступні кроки команди полягатимуть у дослідженні орієнтації клітин, що є важливим для забезпечення належного кровопостачання, перш ніж їх можна буде розглядати для тестування в живій системі.