Técnica fornece modelo para estudar a gênese da DMRI

Cientistas do NIH (National Institutes of Health) criam tecido ocular usando bioimpressão 3D

1º de janeiro de 2023 David Hutton

De acordo com uma equipe de pesquisa do National Eye Institute, parte do National Institutes of Health, a técnica fornece modelo para estudar a gênese da degeneração macular relacionada à idade e outras doenças oculares.

Os cientistas usaram células-tronco de pacientes e bioimpressão 3D para produzir tecido ocular que avançará na compreensão dos mecanismos das doenças que causam cegueira.

De acordo com um comunicado de imprensa, a equipe de pesquisa do National Eye Institute (NEI), parte dos National Institutes of Health, imprimiu uma combinação de células que formam a barreira hematorretiniana externa – tecido ocular que suporta os fotorreceptores sensíveis à luz da retina . A técnica fornece um suprimento teoricamente ilimitado de tecido derivado do paciente para estudar doenças degenerativas da retina, como a degeneração macular relacionada à idade (DMRI).

Os cientistas usaram células-tronco de pacientes e bioimpressão 3D para produzir tecido ocular que avançará na compreensão dos mecanismos das doenças que causam cegueira.

Kapil Bharti, PhD, que chefia a Seção NEI sobre Pesquisa Translacional de Células-Tronco e Oculares, observou no comunicado de imprensa que as pesquisas sabem que a DMRI começa na barreira hematorretiniana externa.

“No entanto, os mecanismos de iniciação e progressão da DMRI para estágios secos e úmidos avançados permanecem pouco compreendidos devido à falta de modelos humanos fisiologicamente relevantes”, disse Bharti no comunicado.

A barreira sangue-retina externa consiste no epitélio pigmentar da retina (EPR), separado pela membrana de Bruch dos coriocapilares ricos em vasos sanguíneos. A membrana de Bruch regula a troca de nutrientes e resíduos entre os coriocapilares e o EPR. Na DMRI, depósitos de lipoproteínas chamados drusas se formam fora da membrana de Bruch, impedindo sua função. Com o tempo, o RPE quebra, levando à degeneração dos fotorreceptores e à perda da visão.

Bharti e seus colegas combinaram três tipos de células coróides imaturas em um hidrogel: pericitos e células endoteliais, que são componentes-chave dos capilares; e fibroblastos, que dão estrutura aos tecidos. Os cientistas então imprimiram o gel em um andaime biodegradável. Em poucos dias, as células começaram a amadurecer em uma densa rede capilar.

De acordo com o comunicado do NIH, no nono dia, os cientistas semearam células epiteliais de pigmento da retina no outro lado do andaime. O tecido impresso atingiu a maturidade total no dia 42. Análises de tecido e testes genéticos e funcionais mostraram que o tecido impresso parecia e se comportava de maneira semelhante à barreira hematorretiniana externa nativa.

Sob estresse induzido, o tecido impresso exibiu padrões de AMD precoce, como depósitos de drusas sob o EPR e progressão para AMD em estágio seco tardio, onde foi observada a degradação do tecido. Aparência de DMRI úmida induzida por baixo oxigênio, com hiperproliferação de vasos coróides que migraram para a zona sub-RPE. Os medicamentos anti-VEGF, usados ​​para tratar a DMRI, suprimiram o supercrescimento e a migração desse vaso e restauraram a morfologia do tecido.

“Ao imprimir células, estamos facilitando a troca de sinais celulares que são necessários para a anatomia normal da barreira hematorretiniana externa”, explicou Bharti no comunicado à imprensa. “Por exemplo, a presença de células RPE induz mudanças na expressão gênica em fibroblastos que contribuem à formação da membrana de Bruch – algo que foi sugerido há muitos anos, mas não foi comprovado até o nosso modelo”.

Entre os desafios técnicos que a equipe de Bharti abordou estavam a geração de um andaime biodegradável adequado e a obtenção de um padrão de impressão consistente por meio do desenvolvimento de um hidrogel sensível à temperatura que alcançava linhas distintas quando frio, mas que se dissolvia quando o gel esquentava. A boa consistência das fileiras permitiu um sistema mais preciso de quantificação das estruturas dos tecidos. Eles também otimizaram a proporção de mistura celular de pericitos, células endoteliais e fibroblastos.

O coautor Marc Ferrer, PhD, diretor do Laboratório de Bioimpressão de Tecido 3D no National Center for Advancing Translational Sciences do NIH, e sua equipe forneceram experiência para a biofabricação dos tecidos externos da barreira sangue-retina “in-a-well”, juntamente com medições analíticas para permitir a triagem de drogas.

“Nossos esforços colaborativos resultaram em modelos de tecido de retina muito relevantes de doenças oculares degenerativas”, disse Ferrer em um comunicado. “Esses modelos de tecido têm muitos usos potenciais em aplicações translacionais, incluindo o desenvolvimento terapêutico”

Bharti e colaboradores estão usando modelos de barreira sangue-retina impressos para estudar a AMD, e estão experimentando adicionar tipos de células adicionais ao processo de impressão, como células imunológicas, para recapitular melhor o tecido nativo.

 

Fonte: Modern Retina

 

 

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