Die Entwicklung der Netzhaut-on-a-chip, kombiniert lebenden menschlichen Zellen mit einem künstlichen Gewebe-ähnlichen system, beschrieben wurde, die heute in der open-access-Zeitschrift eLife.
Diese cutting-edge-tool kann eine nützliche alternative zu bestehenden Modellen für die Untersuchung Auge-Krankheit und die es Wissenschaftlern ermöglichen, testen Sie die Effekte von Drogen auf der Netzhaut effizienter zu gestalten.
Viele Krankheiten, die Blindheit verursachen Schaden der Netzhaut eine dünne Schicht des Gewebes auf der Rückseite des Auges, die hilft, sammelt Licht und relais visuelle Informationen an das Gehirn. Die Netzhaut ist auch anfällig für schädlichen Nebenwirkungen der Medikamente, die zur Behandlung von anderen Krankheiten, wie Krebs. Derzeit, Wissenschaftler verlassen sich oft auf Tiere oder retina-organoids, kleinen retina-ähnliche Strukturen, gewachsen aus menschlichen Stammzellen, untersuchen, Auge, Krankheiten und Nebenwirkungen von Medikamenten. Aber die Ergebnisse von Studien in beiden Modellen oft nicht, um zu beschreiben, Krankheit und Medikamenten-Wirkungen in Menschen genau. Als ein Ergebnis, ein team von Wissenschaftlern haben versucht, wieder eine Netzhaut, die für Testzwecke mit engineering-Techniken.
„Es ist extrem schwierig, wenn nicht fast unmöglich, Sie zu rekapitulieren, die komplexe Gewebe Architektur der menschlichen Netzhaut, der allein mit technischen Lösungen“, erklärt Christopher Probst, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen-und Bioverfahrenstechnik in Stuttgart, Deutschland, und co-lead-Autor der aktuellen Studie.
Um diese Herausforderungen zu überwinden, die Wissenschaftler überredet, menschliche pluripotente Stammzellen entwickeln sich in verschiedene Arten von retina-Zellen auf künstlichen Gewebe. Dieses Gewebe bildet die Umgebung, die Zellen erfahren würden, in den Körper und liefert Nährstoffe und Medikamente zu den Zellen durch ein system, das ahmt der menschlichen Blutgefäße.
„Diese Kombination von Ansätzen der uns ermöglicht, erfolgreich eine komplexe multi-Schicht-Struktur, die umfasst alle Zelltypen und Schichten vorhanden, die in der Netzhaut organoids, die mit einem retinalen pigment-Epithel-Schicht“, sagt co-lead Autor Kevin Achberger, Postdoc an der Abteilung für Neuroanatomie & Entwicklungs-Biologie an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Deutschland. „Es ist die erste demonstration eines 3D-Retina-Modell, das erschafft viele der strukturellen Eigenschaften der menschlichen retina und verhält sich in ähnlicher Weise.“
Das team behandelt Ihre Netzhaut-on-the-chip mit dem anti-malaria-Medikament Chloroquin und das Antibiotikum gentamicin, die giftig für die retina. Sie fanden, dass die Drogen hatte eine toxische Wirkung auf die Zellen der Netzhaut in das Modell, was darauf hindeutet, dass es könnte ein nützliches Werkzeug für die Prüfung auf schädliche Drogen Effekte.
„Ein Vorteil dieses kleinen Modells ist, dass es könnte verwendet werden, als Teil eines automatisierten Systems zu testen, Hunderte von Medikamenten für schädliche Auswirkungen auf die Netzhaut sehr schnell“, sagt Achberger. „Es könnte auch ermöglichen den Wissenschaftlern zu nehmen Stammzellen von einem bestimmten Patienten und die Untersuchung sowohl der Krankheit und die möglichen Behandlungen in einzelnen Zellen.“
„Dieser neue Ansatz kombiniert zwei vielversprechende Technologien-organoids und organ-on-a-chip-und hat das Potenzial, zu revolutionieren, Drogen-Entwicklung und usher in eine neue ära der personalisierten Medizin“, schließt senior-Autor Peter Loskill, Assistant Professor für Experimentelle Regenerative Medizin an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen und Leiter der Fraunhofer-Attract-Gruppe Organ-on-a-Chip des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen-und Bioverfahrenstechnik. Sein Labor, die sich über die beiden Universitäten, die bereits die Entwicklung von ähnlichen Organs-on-a-chip-Technologie für Herz -, Fett -, Pankreas-und mehr.