Investigadores del Instituto Nacional del Ojo, que forma parte de los Institutos Nacionales de Salud, han creado un método para bioimprimir en 3D el tejido ocular que forma la barrera externa sangre-retina. Este tejido sostiene los fotorreceptores de la retina y está implicado en el inicio de la degeneración macular relacionada con la edad.
Los investigadores combinaron diferentes tipos de células, que se derivan principalmente de células madre de pacientes, en un portador de hidrogel adecuado para la bioimpresión y crearon una estructura de tejido que imita muchas de las características del tejido nativo. Los investigadores esperan que la técnica les permita crear un suministro ilimitado de tejido ocular con el que estudiar diversas enfermedades oculares.
Los investigadores están avanzando en el desarrollo de modelos de tejido in vitro más avanzados para estudiar enfermedades. Muchas enfermedades carecen de modelos in vitro relevantes y útiles y, en muchos casos, los animales de experimentación pueden no imitar con precisión la fisiología humana, además de implicar preocupaciones éticas. Por tanto, existe la necesidad de desarrollar sistemas in vitro más avanzados que nos permitan imitar con precisión los tejidos humanos y estudiar enfermedades.
"Sabemos que la degeneración macular relacionada con la edad comienza en la barrera externa de la sangre y la retina", dijo Kapil Bharti, investigador involucrado en el estudio. "Sin embargo, los mecanismos de inicio y progresión de la degeneración macular relacionada con la edad a etapas avanzadas secas y húmedas siguen siendo poco conocidos debido a la falta de modelos humanos fisiológicamente relevantes".
Para abordar esto, estos investigadores desarrollaron un modelo bioimpreso en 3D de la barrera sanguínea-retina externa. En la degeneración macular relacionada con la edad, el epitelio pigmentario de la retina (EPR) de este tejido se descompone, lo que provoca la degeneración de los fotorreceptores y, finalmente, problemas de visión.
Para crear las construcciones impresas, los investigadores combinaron tres tipos de células, que se derivaron de células madre de pacientes. Se trataba de pericitos, células endoteliales y fibroblastos. Mezclaron las células con un hidrogel sensible a la temperatura y luego bioimprimieron la mezcla en un andamio biodegradable.
Los investigadores cultivaron las construcciones de tejido y observaron que alcanzaban la madurez aproximadamente seis semanas después, demostrando características de la barrera hemato-retina externa nativa. Luego pudieron modelar la degeneración macular relacionada con la edad exponiendo el tejido a niveles bajos de oxígeno y probaron los efectos de los medicamentos que se usan para tratar la afección en humanos.
"Al imprimir células, estamos facilitando el intercambio de señales celulares que son necesarias para la anatomía normal de la barrera hemato-retina exterior", dijo Bharti. "Por ejemplo, la presencia de células del EPR induce cambios en la expresión genética en los fibroblastos que contribuyen a la formación de la membrana de Bruch, algo que se sugirió hace muchos años pero que no se demostró hasta nuestro modelo".
Aquí hay un video de los NIH sobre esta investigación:
Estudio publicado en la revista Nature Methods : La barrera de retina externa bioimpresa en 3D descubre el fenotipo coroideo dependiente del EPR en la degeneración macular avanzada
