国立眼科研究所は幹細胞と3Dプリント技術を利用して網膜組織を作成することに成功した。

国立眼科研究所は幹細胞と3Dプリント技術を利用して網膜組織を作成することに成功した。
出典:科技日報

アンタークティック・ベアは、米国国立衛生研究所の国立眼研究所(NEI)の研究者が患者の幹細胞と3Dバイオプリンティング技術を使用して、網膜の光を感知する光受容体を支える眼組織である外側の血液網膜関門の細胞の組み合わせを印刷したことを知りました。この成果は、加齢黄斑変性症(AMD)やその他の眼疾患の発症機序を研究するためのモデルを提供し、失明に至る疾患のメカニズムに対する人々の理解を促進するものとなるでしょう。

外側の血液網膜関門は網膜色素上皮 (RPE) で構成されており、これはブルッフ膜によって血管の豊富なネットワークである脈絡毛細管から分離されています。ブルッフ膜は絨毛毛細血管と網膜色素上皮細胞(RPE)間の栄養素と老廃物の交換を調節します。 AMD では、ドルーゼンと呼ばれるリポタンパク質の沈着物がブルッフ膜の外側に形成され、その機能を妨げます。時間が経つにつれて、RPE が分解され、光受容体の変性と視力喪失につながります。


研究者らは、周皮細胞、内皮細胞、線維芽細胞という3種類の未熟な脈絡膜細胞をハイドロゲルに組み合わせた。その後、研究者たちはゲルを生分解性の足場の上に印刷しました。数日後、これらの細胞は成熟し始め、毛細血管の密なネットワークを形成します。 9日目に、研究者らは足場の裏側に網膜色素上皮細胞を播種した。印刷された組織は42日目に完全に成熟しました。

組織分析、遺伝子検査、機能検査により、印刷された組織は自然の外側の血液網膜関門のように見え、同じように機能することが示されました。誘発されたストレス下では、印刷された組織は、RPE の下のドルーゼンなどの初期 AMD のパターンを示し、組織変性が観察される後期乾性 AMD へと進行しました。低酸素症により、脈絡膜血管の過剰増殖と網膜色素上皮層下領域への移動を伴う湿性 AMD のような症状が現れます。 AMD の治療に使用される抗 VEGF 薬は、過剰な血管の成長と移動を抑制し、組織の形態を回復させることができます。


研究チームが取り組んだ技術的課題には、適切な生分解性足場を生成することや、冷たいときにははっきりとした縞模様を描き、ゲルが温まると溶解する温度に敏感なハイドロゲルを開発して一貫した印刷パターンを実現することなどが含まれていました。優れた一貫性により、研究者は組織構造をより正確に定量化できます。また、細胞混合物中の周皮細胞、内皮細胞、線維芽細胞の比率も最適化しました。


網膜、細胞、生物学、医学

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