Новый метод насыщение магнитными наночастицами для создания трехмерной тканеинженерной конструкции пигментного слоя сетчатки без несущего материала Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

тттт

I ■ I

ш

Тканевая инженерия

Новый метод - насыщение магнитными наночастицами для создания трехмерной тканеинженерной конструкции пигментного слоя сетчатки без несущего материала

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 30-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

ЛИТЕРАТУРА:

1. Балашевич Л.И. Создание и изучение эффективности применения аргонового и диодного лазеров при патологии глазного дна. Дисс. д. мед. наук С.-Петербург, 1996, 51 с.

2. Binder S., Stolba U., Krebs I. et al. Transplantation of autologous retinal pigment epithelium in eyes with foveal neovascularization resulting from age-related macular degeneration: a pilot study. Am. J. Ophthalmol. 2002; 133: 215.

3. Ito A., Takizawa Y., Honda H. et al. Tissue engineering using magnetite

nanoparticles and magnetic force: heterotypic layers of cocultured hepatocytes and endothelial cells. Tissue Eng. 2004; 10: 833.

4. Singhal S., Vemuganti G.K. Primary adult human retinal pigment epithelial cell cultures on human amniotic membranes. Indian J. Ophthalmol .2005; 53: 109.

5. Ohno-Matsui K., Ichinose S., Nakahama K. et al. The effects of amniotic membrane on retinal pigment epithelial cell differentiation. Mol. Vis. 2005; 11: 1.

6. Wolfensberger T.J., Gonvers M. Surgical treatment of retinal detachment owing to macular hole. Semin Ophthalmol 2000; 15: 122.

Подготовил А.В. Волков по материалам Tissue Eng. 2005;11:489.

Клеточная трансплантология и инженерия № 2, 2005