Les scientifiques ont mis au point un moyen de créer des tissus oculaires à l’aide de cellules souches et d’impression 3D – dans le cadre de nouvelles recherches qui pourraient conduire à des percées dans le traitement d’une gamme de maladies oculaires dégénératives.
Une équipe de chercheurs du National Eye Institute (NEI), qui fait partie des National Institutes of Health, a imprimé une combinaison de cellules qui forment la barrière hémato-rétinienne externe – le tissu oculaire qui soutient les photorécepteurs sensibles à la lumière de la rétine.
Leur technique fournit un approvisionnement théoriquement illimité de tissus dérivés de patients pour étudier les maladies dégénératives rétiniennes telles que la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) – et les utiliser pour mieux comprendre comment traiter ou guérir ces maladies.
« Nous savons que la DMLA commence dans la barrière hémato-rétinienne externe », déclare Kapil Bharti, Ph.D., chef de la section NEI sur la recherche sur la traduction des cellules oculaires et souches.
Les scientifiques ont mis au point un moyen de créer des tissus oculaires – dans le cadre de nouvelles recherches qui pourraient conduire à des percées dans le traitement d’une gamme de maladies oculaires dégénératives
« Cependant, les mécanismes d’initiation et de progression de la DMLA vers les stades avancés secs et humides restent mal compris en raison du manque de modèles humains physiologiquement pertinents », a-t-il expliqué dans un communiqué.
La barrière hémato-rétinienne externe de l’œil est constituée de l’épithélium pigmentaire rétinien (EPR), qui est séparé de la choriocapillaire par la membrane de Bruch. La membrane contrôle la façon dont les nutriments et les déchets sont déplacés entre l’EPR et les choriocapillaires.
Chez les personnes atteintes de DMLA, des dépôts de lipoprotéines appelés drusen se forment à l’extérieur de la membrane de Bruch, l’empêchant de fonctionner correctement.
Près de 20 millions d’Américains souffrent d’une forme de dégénérescence maculaire liée à l’âge. C’est la principale cause de perte de vision chez les Américains de 60 ans et plus; c’est aussi la principale cause de cécité irréversible et de perte de vision dans le monde.
« Nos efforts de collaboration ont abouti à des modèles de tissus rétiniens très pertinents de maladies oculaires dégénératives », a déclaré le co-auteur Marc Ferrer, directeur du laboratoire de bioimpression tissulaire 3D au National Center for Advancing Translational Sciences des NIH.
« Ces modèles de tissus ont de nombreuses applications potentielles dans les applications translationnelles, y compris le développement de thérapies. »
Bharti et ses collègues ont combiné trois types de cellules choroïdiennes immatures dans un hydrogel : les péricytes et les cellules endothéliales, qui sont des composants clés des capillaires ; et les fibroblastes, qui structurent les tissus.
Ils ont ensuite pressé le gel sur un échafaudage biodégradable et en quelques jours, les cellules ont commencé à mûrir en un réseau capillaire dense.
Le neuvième jour, les scientifiques ont ensemencé des cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes de l’autre côté de l’échafaudage. Un peu plus d’un mois plus tard, le tissu a atteint sa pleine maturité.
La barrière hémato-rétinienne externe est l’interface de la rétine et de la choroïde, y compris la membrane de Bruch et la choriocapillaire
Le tissu imprimé avait l’air et se comportait de la même manière que la barrière hémato-rétinienne externe naturelle, selon l’analyse et les tests des chercheurs.
Sous stress induit, le tissu imprimé présentait des schémas de DMLA précoce, tels que des dépôts de drusen sous le RPE et une progression vers une DMLA tardive en phase sèche.
«En imprimant des cellules, nous facilitons l’échange de signaux cellulaires nécessaires à l’anatomie normale de la barrière hémato-rétinienne externe», explique Bharti.
« Par exemple, la présence de cellules RPE induit des changements dans l’expression des gènes dans les fibroblastes qui contribuent à la formation de la membrane de Bruch – quelque chose qui a été suggéré il y a de nombreuses années mais qui n’a été prouvé que dans notre modèle. »
Les scientifiques publient aujourd’hui les résultats de leurs travaux dans Nature Methods.
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