3D Biyoyazıcı İle Göz Basmak

Öne Çıkan İçerikler

Araştırmacılar göz dokusu oluşturmak için 3D biyo-baskı kullanıyor

Bilim insanları, kör edici hastalıkların mekanizmalarının anlaşılmasını geliştirecek göz dokusu üretmek için hasta kök hücrelerini ve 3D biyo-baskı yöntemini kullandı. Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin bir parçası olan Ulusal Göz Enstitüsü’nden (NEI) araştırma ekibi, retinanın ışığı algılayan fotoreseptörlerini destekleyen göz dokusu olan dış kan-retina bariyerini oluşturan hücrelerin bir kombinasyonunu yazdırdı. Bu teknik, yaşa bağlı makula dejenerasyonu (AMD) gibi dejeneratif retina hastalıklarını incelemek için teorik olarak sınırsız sayıda hasta kaynaklı doku kaynağı sağlıyor.

NEI Oküler ve Kök Hücre Translasyonel Araştırma Bölümü Başkanı Kapil Bharti, “YBMD’nin dış kan-retina bariyerinde başladığını biliyoruz,” diyor. “Ancak, YBMD’nin başlama ve ileri düzey kuru ve yaş evrelere ilerleme mekanizmaları, fizyolojik olarak ilgili insan modellerinin eksikliği nedeniyle tam olarak anlaşılamamıştır.”

Dış kan-retina bariyeri, Bruch zarı ile kan damarı bakımından zengin koriokapillaristen ayrılan retina pigment epitelinden (RPE) oluşur. Bruch zarı, koriokapillaris ve RPE arasındaki besin ve atık alışverişini düzenler. YBMD’de, Bruch zarının dışında drusen adı verilen lipoprotein birikintileri oluşur ve işlevini engeller. Zamanla RPE parçalanarak fotoreseptör dejenerasyonuna ve görme kaybına yol açar.

Bharti ve meslektaşları üç olgunlaşmamış koroid hücre tipini bir hidrojelde birleştirdi. Bilim insanları daha sonra bu jeli biyolojik olarak parçalanabilen bir iskelet üzerine bastılar. Günler içinde hücreler olgunlaşarak yoğun bir kılcal damar ağına dönüşmeye başladı.

Dokuzuncu günde, bilim insanları iskeletin diğer tarafına retina pigment epitel hücrelerini tohumladılar. Basılan doku 42. günde tam olgunluğa ulaştı. Doku analizleri ile genetik ve işlevsel testler, basılı dokunun doğal dış kan-retina bariyerine benzer şekilde göründüğünü ve davrandığını gösterdi. İndüklenmiş stres altında, basılı doku, RPE’nin altında drusen birikintileri ve doku bozulmasının gözlendiği geç kuru evre YBMD’ye ilerleme gibi erken YBMD paternleri sergilemiştir. Düşük oksijen, alt RPE bölgesine göç eden koroidal damarların hiperproliferasyonu ile ıslak YBMD benzeri bir görünüme neden olmuştur. YBMD tedavisinde kullanılan anti-VEGF ilaçlar bu aşırı damar büyümesini ve göçünü baskıladı ve doku morfolojisini eski haline getirdi.

Bharti, “Hücreleri basarak, normal dış kan-retina bariyeri anatomisi için gerekli olan hücresel ipuçlarının değişimini kolaylaştırıyoruz” dedi. “Örneğin, RPE hücrelerinin varlığı, fibroblastlarda Bruch zarının oluşumuna katkıda bulunan gen ekspresyonu değişikliklerine neden oluyor – bu, yıllar önce önerilen ancak modelimize kadar kanıtlanmamış bir şeydi.”

Bharti’nin ekibinin ele aldığı teknik zorluklar arasında uygun bir biyolojik olarak parçalanabilir iskele oluşturmak ve soğukken farklı sıralar elde eden ancak jel ısındığında çözünen sıcaklığa duyarlı bir hidrojel geliştirerek tutarlı bir baskı deseni elde etmek vardı. İyi bir sıra tutarlılığı, doku yapılarını ölçmek için daha hassas bir sistem sağladı. Ayrıca perisitlerin, endotel hücrelerinin ve fibroblastların hücre karışım oranını da optimize ettiler.

NIH’in Ulusal Çeviri Bilimleri İlerleme Merkezi’ndeki 3D Doku Biyo-baskı Laboratuvarı’nın direktörü olan ortak yazar Marc Ferrer ve ekibi, ilaç taramasını mümkün kılmak için analitik ölçümlerin yanı sıra dış kan-retina bariyer dokularının “kuyu içinde” biyofabrikasyonu için uzmanlık sağladı.

Ferrer, “Ortak çabalarımız, dejeneratif göz hastalıklarına ilişkin çok uygun retina dokusu modelleriyle sonuçlandı” dedi. “Bu tür doku modelleri, terapötik geliştirme de dahil olmak üzere çeviri uygulamalarında birçok potansiyel kullanıma sahiptir.”

Bharti ve işbirlikçileri, AMD’yi incelemek için basılı kan-retina bariyeri modellerini kullanıyor ve doğal dokuyu daha iyi taklit etmek için baskı sürecine bağışıklık hücreleri gibi ek hücre türleri eklemeyi deniyorlar.

Dokuzuncu günde, bilim insanları iskelenin diğer tarafına retina pigment epitel hücreleri ektiler. Basılı doku 42. günde tam olgunluğa ulaştı. Doku analizleri ile genetik ve işlevsel testler, basılı dokunun doğal dış kan-retina bariyerine benzer şekilde göründüğünü ve davrandığını gösterdi. İndüklenmiş stres altında, basılı doku, RPE’nin altında drusen birikintileri ve doku bozulmasının gözlendiği geç kuru evre YBMD’ye ilerleme gibi erken YBMD paternleri sergilemiştir. Düşük oksijen, alt RPE bölgesine göç eden koroidal damarların hiperproliferasyonu ile ıslak YBMD benzeri bir görünüme neden olmuştur. YBMD tedavisinde kullanılan anti-VEGF ilaçlar bu aşırı damar büyümesini ve göçünü baskıladı ve doku morfolojisini eski haline getirdi.

Bharti, “Hücreleri basarak, normal dış kan-retina bariyeri anatomisi için gerekli olan hücresel ipuçlarının değişimini kolaylaştırıyoruz” dedi. “Örneğin, RPE hücrelerinin varlığı, fibroblastlarda Bruch zarının oluşumuna katkıda bulunan gen ekspresyonu değişikliklerine neden oluyor – bu, yıllar önce önerilen ancak modelimize kadar kanıtlanmamış bir şeydi.”

Bharti’nin ekibinin ele aldığı teknik zorluklar arasında uygun bir biyolojik olarak parçalanabilir iskele oluşturmak ve soğukken farklı sıralar elde eden ancak jel ısındığında çözünen sıcaklığa duyarlı bir hidrojel geliştirerek tutarlı bir baskı deseni elde etmek vardı. İyi bir sıra tutarlılığı, doku yapılarını ölçmek için daha hassas bir sistem sağladı. Ayrıca perisitlerin, endotel hücrelerinin ve fibroblastların hücre karışım oranını da optimize ettiler.

NIH’in Ulusal Çeviri Bilimleri İlerleme Merkezi’ndeki 3D Doku Biyo-baskı Laboratuvarı’nın direktörü olan ortak yazar Marc Ferrer ve ekibi, ilaç taramasını mümkün kılmak için analitik ölçümlerin yanı sıra dış kan-retina bariyer dokularının “kuyu içinde” biyofabrikasyonu için uzmanlık sağladı.

Ferrer, “Ortak çabalarımız, dejeneratif göz hastalıklarına ilişkin çok uygun retina dokusu modelleriyle sonuçlandı” dedi. “Bu tür doku modelleri, terapötik geliştirme de dahil olmak üzere çeviri uygulamalarında birçok potansiyel kullanıma sahiptir.”

Bharti ve işbirlikçileri, AMD’yi incelemek için basılı kan-retina bariyeri modellerini kullanıyor ve doğal dokuyu daha iyi taklit etmek için baskı sürecine bağışıklık hücreleri gibi ek hücre türleri eklemeyi deniyorlar.

Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/12/221222123058.htm

Bu yazı Astrafizik.com tarafından Türkçeye aktarılmış olup yazının aslı gizmodo.com sitesine aittir, orijinaline mümkün olduğunca sadık kalmak koşuluyla dilimize çevirilmis olsa da editoryal tarafından katkılarda bulunulmuştur. Bu sebeple Astrafizik.com içerik izinlerine tabidir. Astrafizik.com referans gösterilmek koşuluyla 3. tarafların kullanımına izin verilmiştir.

Materials provided by NIH/National Eye InstituteNote: Content may be edited for style and length.


Journal Reference:

  1. Min Jae Song, Russ Quinn, Eric Nguyen, Christopher Hampton, Ruchi Sharma, Tea Soon Park, Céline Koster, Ty Voss, Carlos Tristan, Claire Weber, Anju Singh, Roba Dejene, Devika Bose, Yu-Chi Chen, Paige Derr, Kristy Derr, Sam Michael, Francesca Barone, Guibin Chen, Manfred Boehm, Arvydas Maminishkis, Ilyas Singec, Marc Ferrer, Kapil Bharti. Bioprinted 3D outer retina barrier uncovers RPE-dependent choroidal phenotype in advanced macular degenerationNature Methods, 2022; DOI: 10.1038/s41592-022-01701-1

Daha Fazla

Yorumlar

Bir Cevap Yazın

Popüler İçerik