Последнее достижение ученых Кембриджского университета (University of Cambridge), подробно описанное в статье, опубликованной в журнале Biofabrication (IOP Publishing), приближает производство трансплантатов из искусственных тканей, состоящих из различных типов клеток сетчатки человеческого глаза, и в перспективе может помочь в излечении слепоты. Это первый пример успешного применения метода 3-D печати на зрелых клетках центральной нервной системы.

Потеря нервных клеток сетчатки – характерная черта многих глазных болезней, приводящих к слепоте. Сетчатка – чрезвычайно тонко организованная структура, в которой важнейшим условием эффективности зрительной функции является точное взаиморасположение клеток.

Возможность создавать из клеток точно заданные модели и структуры в последнее время значительно повысила интерес к использованию в области регенеративной медицины такого метода, как 3D-печать.

В своем исследовании английские ученые использовали пьезоэлектрический струйный принтер, выбрасывающий клетки через сопло диаметром менее миллиметра под действием определенного электрического импульса. Кроме того, была использована технология высокоскоростного видео, позволяющая записывать процесс печати с высоким разрешением, чтобы в дальнейшем оптимизировать его.

Клетки сетчатки в струе крупным планом.
Чтобы получить хорошее качество печати,
свойства жидкости, поступающей из
печатающей головки принтера, такие
как вязкость и поверхностное натяжение,
должны находиться в достаточно узком
диапазоне значений. Добавление к
жидкости клеток значительно изменяет
эти свойства. (Фото: University of Cambridge)

Исследователи работали с ганглиозными клетками – передающими информацию от глаза в определенные части головного мозга – и клетками глии, обеспечивающими поддержку и защиту нейронов. Чтобы оценить, сколько клеток пережило процесс печати и как это повлияло на их состояние, ученые провели ряд экспериментов, которые показали, что оба типа клеток хорошо переносят эту процедуру – остаются здоровыми и сохраняют способность к выживанию и росту в культуре.

«Наше исследование впервые показало, что клетки-производные зрелой центральной нервной системы – глаза – могут использоваться в 3-D печати с помощью пьезоэлектрического струйного принтера. Хотя полученные результаты носят предварительный характер и впереди еще очень много работы, нашей целью является дальнейшее развитие этой технологии для будущего ее использования для восстановления сетчатки», – говорит соавтор исследования профессор Кит Мартин (Keith Martin) из Центра восстановления мозга (Centre for Brain Repair) Кембриджского университета.

На данный момент результаты этой работы можно рассматривать только как доказательство состоятельности самого подхода – использования струйного принтера на двух типах клеток сетчатки взрослых крыс. Однако ученые не собираются останавливаться на достигнутом.

«Мы планируем расширить рамки нашего исследования – попытаемся печатать другими клетками сетчатки и выяснить, можно ли в рамках этой технологии использовать светочувствительные фоторецепторы. Кроме того, нам хотелось бы усовершенствовать сам процесс печати, чтобы сделать его пригодным для коммерческих принтеров с многосопловыми печатающими головками», – заключает профессор Мартин.

Оригинальная статья

Adult rat ganglion cells and glia can be printed by piezoelectric inkjet printer