Исследовательская группа из Национального института глаз США напечатала комбинацию клеток, формирующих внешний гематоэнцефалический барьер — глазную ткань, поддерживающую светочувствительные фоторецепторы сетчатки. Теоретически этот метод обеспечивает неограниченный запас ткани, полученной от пациента, для изучения дегенеративных заболеваний сетчатки, таких как возрастная дегенерация желтого пятна (AMD).

Внешний гематоэнцефалический барьер состоит из пигментного эпителия сетчатки (ПЭС), отделенного мембраной Бруха от богатого кровеносными сосудами хориокапилляра. Мембрана Бруха регулирует обмен питательными веществами и отходами между хориокапиллярами и ПЭС. При возрастной макулярной дистрофии (ВМД) отложения липопротеинов образуются за пределами мембраны Бруха, препятствуя ее функционированию. Со временем пигментный эпителий сетчатки разрушается, что приводит к дегенерации фоторецепторов и потере зрения.

Ученые объединили в гидрогеле три типа незрелых хориоидальных клеток: перициты, эндотелиальные клетки, которые являются ключевыми компонентами капилляров, и фибробласты, которые придают тканям структуру. Затем ученые напечатали гель на биоразлагаемом каркасе. В течение нескольких дней клетки созрели в плотную капиллярную сеть. На девятый день ученые посеяли клетки пигментного эпителия сетчатки на обратную сторону каркаса. Напечатанная ткань достигла полной зрелости на 42-й день.

Анализ ткани, а также генетическое и функциональное тестирование показали, что напечатанная ткань выглядит и ведет себя так же, как нативный наружный гематоретинальный барьер.

При индуцированном стрессе печатная ткань демонстрировала образцы ранней возрастной дегенерации желтого пятна, такие как отложения липопротеинов под пигментным эпителием сетчатки и прогрессирование до поздней сухой стадии заболевания, где наблюдалась деградация ткани. Низкий уровень кислорода вызывает влажную возрастную молекулярную дистрофию с гиперпролиферацией хориоидальных сосудов, которые мигрируют в зону пигментного эпителия сетчатки. Препараты, применяемые для лечения ВМД, подавляли разрастание и миграцию этого сосуда и восстанавливали морфологию ткани.

Среди технических задач были создание подходящего биоразлагаемого каркаса и достижение согласованного рисунка печати. Ученые разработали чувствительный к температуре гидрогель, который образовывал четкие ряды в холодном состоянии, но растворялся при нагревании. Хорошая согласованность рядов позволила создать более точную систему количественного определения тканевых структур. Они оптимизировали соотношение клеточной смеси перицитов, эндотелиальных клеток и фибробластов.

У таких моделей тканей сетчатки при дегенеративных заболеваниях глаз есть много потенциальных применений, включая разработку терапии. Ученые используют напечатанные модели гемато-сетчаточного барьера для изучения ВМД и экспериментируют с добавлением в процесс печати дополнительных типов клеток, например, иммунных, для лучшего воспроизведения нативной ткани.