A new method - saturation with magnetic nanoparticles to create a three-dimensional tissue-engineered structure of the retinal pigment layer without a carrier material

Full Text

Одной из актуальных проблем офтальмологии является ретинопатия, вызванная отслойкой сетчатки (ОС), приводя­щая к слепоте. Основными причинами, приводящими к ОС, являются врожденные аномалии развития, нарушения ме­таболизма, сосудистые заболевания, травмы глаза и сахар­ный диабет. Среди причин инвалидности по зрению на ОС приходится до 9%, причем 84% пациентов, страдающих этим недугом - лица трудоспособного возраста. Поэтому разра­ботка эффективных методов лечения ОС является важной задачей офтальмологии и имеет не только медицинское, но и социальное значение.

Единого подхода к лечению этой сложной патологии гла­за не существует. Хирургическая коррекция заключается в коагуляционной (лазером) [1, 6] или механической фикса­ции отслоившейся сетчатки (лейкосапфировыми гвоздями). Своевременная хирургическая помощь позволяет добиться восстановления зрения в большинстве случаев. Однако су­ществуют ситуации, при которых хирургическая помощь мо­жет оказаться неэффективной, а слепота - неизбежной.

Произвести реконструкцию слоя пигментного эпителия можно с помощью технологий тканевой инженерии и кле­точной трансплантации. Так, 3 года назад уже было описано использование культуры аутогенных пигментных клеток для лечения возрастной макулодистрофии с хорошими клини­ческими результатами [2]. Стандартные тканеинженерные конструкции не подходят для ретинопластики, так как в слу­чае ОС невозможно использовать коллагеновые и другие мембраны в качестве носителя. Это связано с особенностями контактов между пигментным эпителием и воспринимающи­ми свет клетками. Однако, исследования в этом направлении продолжаются [4, 5].

Известно, что при насыщении клеток в культуре магнитны­ми наночастицами (магнетитом) можно получить 3D конструк­цию. Данная методика уже использовалась для получения трехмерной модели печеночной ткани [3]. Использование магнитных наночастиц - один из возможных путей создания тканеинженерной конструкций при невозможности исполь­зования биополимеров, например, для ретинопластики. В журнале Tissue Engineering опубликована работа японских авторов, использовавших элегантно названный метод «magnetic force-based tissue engineering (Mag-TE)» для со­здания тканеинженерной конструкции сетчатки.

Суть методики заключается в том, что клетки насыщаются специальными наночастицами - липосомами, содержащими ферромагнетик. После этого клетки под воздействием магнит­ного поля осаждаются на дно культуральной посуды плотным слоем, который затем можно трансплантировать.

Клеточная культура пигментного эпителия сетчатки че­ловека предварительно в течение 24 часов насыщалась магнетитом. После чего к культуре подводилось магнитное поле. Через сутки в зоне воздействия магнитного поля фор­мировалось 15-слойное скопление клеток. В местах отсут­ствия воздействия магнитного поля культура представляла собой монослой. Затем клетки с помощью магнита перено­сили в другую посуду и культивировали ещё 2 недели. В ре­зультате на дне чашки формировалась прочная многослойная клеточная 3D-конструкция.

По результатам морфологических исследований не было получено данных о некротических изменениях клеток конст­рукции, что подтверждает ее жизнеспособность. Также не было получено данных о токсичности выбранной концент­рации магнетита.

По мнению авторов, при помещении конструкции на глазное дно распространение клеток будет равномерным и упорядоченным, в отличие от введения в ту же область глаза суспензии клеток без магнетита. Полученная культуральная модель будет использована авторами для эксперименталь­ной ретинопластики у лабораторных животных. Исследова­тели надеются, что ожидаемые результаты от графтинга такой конструкции должны превзойти таковые при суспензионном введении клеток.

Внешний вид устройства для культивирования. Из Tissue Eng. 2005;11:489 с изменениями

About the authors

A. V. Volkov

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Appearance of the device for cultivation. From Tissue Eng. 2005;11:489 amended

Download (89KB)

Indexing metadata