Οι πρώτοι ανθρώπινοι κερατοειδείς εκτυπώθηκαν τρισδιάστατα από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Νιούκαστλ.
Τι σημαίνει όμως αυτό για την παγκόσμια ιατρική κοινότητα; Σημαίνει ότι η τεχνική αυτή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον για να διασφαλιστεί η απεριόριστη παροχή κερατοειδών.
Ως το πιο εξωτερικό στρώμα του ανθρώπινου ματιού, ο κερατοειδής έχει σημαντικό ρόλο στην εστίαση της όρασης.
Ωστόσο, υπάρχει σημαντική έλλειψη κερατοειδών που διατίθενται για μεταμόσχευση. 10 εκατομμύρια ανθρώποι παγκοσμίως χρειάζονται χειρουργική επέμβαση για την πρόληψη της τύφλωσης του κερατοειδούς. Αυτή η πάθηση είναι αποτέλεσμα ασθενειών όπως το τράχωμα, μια λοιμώδης οφθαλμική διαταραχή
Επιπλέον, σχεδόν 5 εκατομμύρια άνθρωποι υποφέρουν από ολική τύφλωση λόγω ουλών του κερατοειδούς. Οι ουλές αυτές μπορούν να οφείλονται σε εγκαύματα, ρήξεις, εκδορές ή ασθένειες.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Experimental Eye Research, αναφέρει πώς τα βλαστοκύτταρα (ανθρώπινα στρωματικά κύτταρα κερατοειδούς) από έναν υγιή κερατοειδή αναμίχθηκαν μαζί με αλγινικό και κολλαγόνο για να δημιουργηθεί ένα διάλυμα που θα μπορούσε να εκτυπωθεί, ένα «βιο- μελάνι».
Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε ένας απλός τρισδιάστατος βιοεκτυπωτής χαμηλού κόστους. Έπειτα, το βιο-μελάνη εξωθήθηκε με επιτυχία σε ομόκεντρους κύκλους, ώστε να σχηματιστεί το σχήμα ενός ανθρώπινου κερατοειδούς. Χρειάστηκαν λιγότερο από 10 λεπτά για την εκτύπωση.
Στη συνέχεια, τα βλαστοκύτταρα φάνηκε ότι καλλιεργούνται – ή αναπτύσσονται.
Μοναδική βιο-μελάνη
Ο Τσε Κόνον, Καθηγητής Μηχανικής Ιστών στο Πανεπιστήμιο του Νιούκαστλ, ο οποίος ηγήθηκε της εργασίας, δήλωσε πως: «Πολλές ομάδες σε όλο τον κόσμο ασχολούνται με τη βιομελάνη, ώστε να καταστίσουν τη διαδικασία εφικτή.
«Το μοναδικό μας τζελ – ένας συνδυασμός αλγινικού και κολλαγόνου – διατηρεί τα βλαστοκύτταρα ζωντανά, ενώ παράγει ένα υλικό που είναι αρκετά άκαμπτο για να κρατήσει το σχήμα του αλλά και αρκετά μαλακό, ώστε να συμπιέζεται έξω από το ακροφύσιο ενός 3D εκτυπωτή.
«Αυτό βασίζεται στην προηγούμενη εργασία μας στην οποία κρατήσαμε ζωντανά τα κύτταρα για εβδομάδες σε θερμοκρασία δωματίου μέσα σε μια παρόμοια υδρογέλη. Τώρα έχουμε ένα έτοιμο προς χρήση βιολογικό μελάνι που περιέχει βλαστοκύτταρα που επιτρέπει στους χρήστες να αρχίσουν να εκτυπώνουν ιστούς χωρίς να χρειάζεται να ανησυχούν για την ξεχωριστή ανάπτυξη των κυττάρων».
Οι επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένης της πρώτης συγγραφέα Abigail Isaacson από το Ινστιτούτο Γενετικής Ιατρικής του Πανεπιστημίου του Νιούκαστλ, απέδειξαν επίσης ότι μπορούσαν να φτιάξουν κερατοειδείς χιτώνες που να ταιριάζουν με τις μοναδικές προδιαγραφές ενός ασθενούς.
Οι διαστάσεις του τυπωμένου ιστού ελήφθησαν αρχικά από έναν πραγματικό κερατοειδή. Σαρώνοντας το μάτι ενός ασθενούς, θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για να εκτυπώσουν γρήγορα έναν κερατοειδή που ταιριάζει με το μέγεθος και το σχήμα.
Ο καθηγητής Connon πρόσθεσε: «Οι τρισδιάστατοι εκτυπωμένοι κερατοειδείς μας θα πρέπει τώρα να υποβληθούν σε περαιτέρω δοκιμές και θα περάσουν αρκετά χρόνια μέχρι να είμαστε στη θέση να τους χρησιμοποιούμε για μεταμοσχεύσεις.
«Ωστόσο, αυτό που δείξαμε είναι ότι είναι εφικτή η εκτύπωση κερατοειδών χρησιμοποιώντας συντεταγμένες που λαμβάνονται από ένα μάτι ασθενούς και ότι αυτή η προσέγγιση έχει τη δυνατότητα να καταπολεμήσει την παγκόσμια έλλειψη».
Σημαντική πρόοδος
Ο Δρ Neil Ebenezer, διευθυντής έρευνας, πολιτικής και καινοτομίας στο Fight for Sight, δήλωσε: «Είμαστε ενθουσιασμένοι για την επιτυχία των ερευνητών στο Πανεπιστήμιο του Νιούκαστλ, όπου πέτυχαν τρισδιάστατη εκτύπωση κερατοειδών με χρήση ανθρώπινου ιστού.
«Αυτή η έρευνα υπογραμμίζει τη σημαντική πρόοδο που έχει σημειωθεί σε αυτόν τον τομέα και αυτή η μελέτη είναι σημαντική για να μας φέρει ένα βήμα πιο κοντά στη μείωση της ανάγκης για δότες κερατοειδούς, κάτι που θα επηρεάσει θετικά ορισμένους ασθενείς που ζουν με απώλεια όρασης.
«Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι απέχουν ακόμη χρόνια από το να είναι δυνητικά διαθέσιμο στους ασθενείς και είναι ακόμα ζωτικής σημασίας οι άνθρωποι να συνεχίσουν να δωρίζουν ιστό κερατοειδούς για μεταμόσχευση, αφού υπάρχει έλλειψη σε παγκόσμιο επίπεδο.
«Μια μεταμόσχευση κερατοειδούς μπορεί να δώσει σε κάποιον πίσω το δώρο της όρασης».
Πηγή:
ncl.ac.uk