研究人员开发了细胞注射技术,可以帮助逆转视力下降
多伦多大学工程学院的研究人员开发了一种将健康细胞注入受损眼睛的新方法。这项技术可能为新的治疗方法指明道路,有可能逆转目前无法治愈的各种形式的视力丧失。
在世界各地,数百万人因老年性黄斑变性(AMD)或色素性视网膜炎等疾病而视力下降。这两种疾病都是由眼睛后部的视网膜细胞死亡引起的。
莫利·肖赫特教授说:“负责视觉的细胞是光感受器,它与另一种叫做视网膜色素上皮细胞(RPE)的细胞有着密切的关系。”
在AMD中,RPE首先死亡,然后导致光感受器死亡。”
许多研究人员已经试验了基于注射健康的光感受器或RPE细胞到眼睛中取代死亡细胞的治疗方法。但将新细胞整合到现有组织中是一个重大挑战,而且大多数注射的细胞最终也会死亡。
Shoichet和她的团队是利用被称为水凝胶的工程生物材料来促进移植后新注入细胞存活的专家。水凝胶确保细胞的均匀分布,减少炎症,促进注射后关键的早期组织愈合。最终,它们会自然降解,留下健康的细胞在后面。
2015年,该团队使用水凝胶注射健康光感受器细胞进入受损视网膜的小鼠模型。虽然研究小组观察到一些视力修复,但益处有限,因此他们开始更仔细地思考RPE细胞和光感受器之间的关系。
Shoichet说:“RPE和光感受器被认为是一个功能单元——如果一种细胞类型死亡,那么另一种也会死亡。”“我们想知道,两种细胞类型的共同传递是否会对视力恢复产生更大的影响。”
和光感受器一样,许多研究小组都尝试过单独植入RPE细胞,但还没有人将两种细胞类型结合在一起进行单一治疗。水凝胶又一次指向了解决方案。
Shoichet说:“其他研究小组所做的通常是在盐水溶液中注射光感受器,这通常会导致细胞聚集在一起,或者通过外科手术植入一层通常生长在聚合物薄膜上的RPE细胞。”
Shoichet补充说:“我们的水凝胶具有足够的粘性,可以确保注射器中两种细胞类型的良好分布,同时它还具有重要的剪切稀释特性,以方便通过操作所需的非常细的针进行注射。”“这些特性的结合为成功交付多个细胞开辟了新的策略。”
研究小组在退行性疾病中测试了共注射小鼠模型像AMD。在最近发表在杂志上的一篇论文中生物材料他们报告说,接受联合注射的小鼠恢复了大约10%的正常视力。那些只接受其中任何一种细胞的人几乎没有改善。
同注射的小鼠在黑暗的房间里也比在光明的房间里更活跃,这表明这些夜行性动物再次能够区分光和影。
“我仍然记得行为测试的漫长日子,”Nick Mitrousis说,他是Shoichet的前博士生,也是这篇论文的主要作者,现在是芝加哥大学的博士后。
“我们设计了这个实验,这样我就不知道哪些老鼠接受了治疗,哪些老鼠接受了安慰剂。当一些老鼠开始有反应时,我一直在乐观地认为实验可能真的有效,又担心恢复的老鼠可能会被分到不同的治疗组。”
这种担心是没有根据的:事实证明,联合注射治疗确实有效果。但是Mitrousis和Shoichet都警告说,从这些初步结果到最终进入临床的试验还有很长的路要走。
“首先,我们需要在多种动物模型中证明这一策略的好处,”Shoichet说。“我们还需要人类光感受器的来源细胞以及一种进一步提高细胞存活率的方法,这两种方法我们都在研究。尽管如此,我们对这些数据感到非常兴奋,并始终开放合作,使研究进一步发展。”
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