Retina-on-a-chip为研究眼病提供了强大的工具

今天在开放获取期刊eLife中描述了将活体人体细胞与人造组织样系统相结合的视网膜芯片的开发。

这种先进的工具可以为研究眼病提供现有模型的有用替代方案，并使科学家能够更有效地测试药物对视网膜的影响。

导致失明的许多疾病都会损害视网膜，视网膜是眼睛后部的一层薄薄的组织，有助于收集光线并将视觉信息传递给大脑。视网膜也容易受到用于治疗癌症等其他疾病的药物的有害副作用。目前，科学家经常依赖动物或视网膜类器官，从人类干细胞生长的微小视网膜样结构，研究眼部疾病和药物副作用。但两种模型研究的结果往往无法准确描述人们对疾病和药物的影响。因此，一组科学家尝试使用工程技术重建视网膜以进行测试。

“仅使用工程方法概括人类视网膜的复杂组织结构，即使不是几乎不可能，也极具挑战性，”德国斯图加特弗劳恩霍夫界面工程与生物技术研究所博士后研究员Christopher Probst解释说，本研究的主要作者。

为了克服这些挑战，科学家们诱使人类多能干细胞在人造组织上发育成几种不同类型的视网膜细胞。这种组织重建了细胞在体内经历的环境，并通过模拟人体血管的系统向细胞提供营养和药物。

“这种方法的结合使我们能够成功地创建一个复杂的多层结构，包括视网膜类器官中存在的所有细胞类型和层，与视网膜色素上皮层相连，”联合主要作者，该部门博士后研究员Kevin Achberger说。德国Tu?bingen的Eberhard Karls大学的神经解剖学和发育生物学“这是3D视网膜模型的第一次演示，它重现了人类视网膜的许多结构特征，并以类似的方式表现。”

该团队用抗疟疾药物氯喹和抗生素庆大霉素治疗他们的视网膜视网膜，这些药物对视网膜有毒。他们发现这些药物对模型中的视网膜细胞有毒性作用，这表明它可能是检测有害药物作用的有用工具。

“这种微型模型的一个优点是它可以用作自动系统的一部分，用于快速测试数百种药物对视网膜的有害影响，”Achberger说。“此外，它可以使科学家们从特定患者身上获取干细胞，并研究该个体自身细胞中的疾病和潜在治疗方法。”

“这种新方法结合了两种有前途的技术 - 类器官和片上器官 - 并有可能彻底改变药物开发并开创个性化医疗的新时代，”资深作者，实验再生医学助理教授Peter Loskill总结道。在Eberhard Karls University of Tu?bingen，弗劳恩霍夫吸引力研究所Fraunhofer Institute for a-Chip的Fraunhofer Attract集团负责人。他的实验室横跨两所大学，已经开发出类似心脏，脂肪，胰腺等的片上器官技术。

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