Ученые из Германии создали «сетчатку-на-чипе», которая объединяет живые клетки человека с искусственной тканеподобной системой. Этот инструмент может стать хорошей альтернативой существующим моделям для изучения заболеваний глаз. Он также позволит ученым более эффективно тестировать воздействие лекарств на сетчатку, говорится в пресс-релизе на сайте eLife. В этом же журнале опубликована научная статья с описанием разработки.
Многие заболевания, которые вызывают слепоту, связаны с повреждением сетчатки – тонкой внутренней оболочки глаза, которая помогает собирать свет и передавать визуальную информацию в мозг. Сетчатка также уязвима для вредных побочных эффектов лекарств, которые используются для лечения других заболеваний, таких как рак. В настоящее время, чтобы изучить заболевания глаз и побочные эффекты лекарств, ученые проводят эксперименты с животными или органоидами сетчатки – крошечными сетчатоподобными структурами, выращенными из стволовых клеток человека. Но результаты исследований на обеих моделях часто не позволяют точно описать эффекты заболевания и лекарств у людей.
Чтобы преодолеть эти трудности, ученые попытались воссоздать сетчатку в лаборатории. Для этого они заставили плюрипотентные стволовые клетки человека превратиться в несколько различных типов клеток сетчатки на искусственной ткани. Эта ткань воссоздает привычную для клеток окружающую среду и доставляет питательные вещества и лекарства к клеткам через систему, которая имитирует кровеносные сосуды человека.
«Эта комбинация подходов позволила нам успешно создать сложную многослойную структуру, которая включает в себя все типы клеток и слои, присутствующие в органоидах сетчатки, соединенные со слоем пигментного эпителия сетчатки, – отмечает один из руководителей исследования Кевин Ахбергер (Kevin Achberger), постдокторант отдела нейроанатомии и биологии развития в Университете Эберхарда и Карла (Германия). – Это первая трехмерная модель сетчатки, которая воссоздает многие структурные характеристики сетчатки человеческого глаза и ведет себя аналогичным образом».
Команда проверила, как на «сетчатку-на-чипе» подействуют лекарство от малярии хлорохин и антибиотик гентамицин, которые токсичны для внутренней оболочки глаза. Лекарства оказали токсическое воздействие и на клетки искусственной сетчатки. Это позволило ученым сделать вывод, что их разработку можно использовать как инструмент для проверки лекарств на побочные эффекты. Еще одно преимущества «сетчатки-на-чипе»: ученые могут взять стволовые клетки у конкретного пациента и изучить как болезнь, так и потенциальные методы лечения в собственных клетках этого человека.
Недавно ученые из Италии и Швейцарии сообщили, что они создали «хрящ-на-чипе», который поможет для разработки лекарств против остеоартроза.
[Фото: FRAUNHOFER IGB]
