Биоинженерная роговица из свиного коллагена восстановила зрение слепым людям

Ученые создали искусственную роговицу из свиного коллагена и разработали малоинвазивный метод для ее имплантации. В пилотном клиническом исследовании имплантата и метода участвовали 20 пациентов с запущенным кератоконусом, 14 из которых были слепы. После операции у всех участников восстановилось зрение.

Биоинженерный имплантат роговицы, изготовленный из свиного коллагена.

Credit: Thor Balkhed/Linköping University | Пресс-релиз

Кератоконус — это тяжелое заболевание глаз, проявляющееся прогрессирующей деформацией роговицы и приводящее к значительному снижению зрения, а иногда и к полной слепоте. Единственный способ вернуть зрение для пациентов с кератоконусом — трансплантация донорской роговицы. Эта высокотехнологичная и дорогостоящая операция, которую выполняют только в крупных клиниках, практически недоступна жителям небогатых стран.

Международная команда исследователей с участием специалистов из шведской компании LinkoCare Life Sciences AB разработали биоинженерный имплантат роговицы из коллагена, полученного из кожи свиней. Искусственная роговица позволила восстановить зрение 20 пациентам с кератоконусом.

Коллаген I типа — основной белок в составе человеческой роговицы. Ранее команда пробовала изготавливать имплантаты роговицы из рекомбинантного человеческого коллагена, однако ему не хватало прочности и стабильности. Кроме того, внедрять имплантат приходилось с помощью инвазивной хирургии. В новой работе ученые использовали коммерчески доступный очищенный лиофилизированный свиной коллаген. Чтобы увеличить прочность имплантатов, раствор коллагена обрабатывали химическими агентами, вносящими кросс-сшивки. Затем коллаген распределяли по специальным изогнутым формам для контактных линз и проводили раунд фотохимического сшивания.

По данным сканирующей электронной микроскопии, получившийся имплантат состоит из плотно упакованных коллагеновых волокон, диаметр которых немного больше, чем у нативной свиной роговицы. При этом искусственная роговица пропускает видимый свет так же, как обычная роговица человека. В экспериментах in vitro и in vivo ученые подтвердили биосовместимость имплантатов.

Они также предложили новый, минимально инвазивный метод терапии кератоконуса, который не требует удаления собственной роговицы. Вместо этого делается небольшой надрез роговицы с помощью лазера или обычного хирургического инструмента и через него вводится биоимплантат. Метод протестировали на десяти модельных минипигах с запущенным кератоконусом. Все операции прошли успешно, а единственное послеоперационное осложнение возникло из-за специфики анатомии глаз у карликовых свиней.

После успешного теста на животных ученые провели пилотное клиническое исследование в научно-медицинских центрах Тегерана (Иран) и Нью-Дели (Индия). В исследовании приняли участие 20 пациентов с кератоконусом, 14 из которых были слепы, а еще шестеро почти потеряли зрение. Операции по пересадке искусственной роговицы прошли успешно, ткани пациентов достаточно быстро восстановились. В течение 24 месяцев послеоперационного наблюдения осложнений не наблюдалось. Для предотвращения отторжения имплантата было достаточно на протяжении восьми недель использовать иммуносупрессивные глазные капли, тогда как после пересадки донорской роговицы такие препараты необходимы на протяжении нескольких лет.

У всех пациентов после имплантации увеличилась толщина роговицы, нормализовалась ее кривизна и значительно улучшилось зрение — все они обрели способность видеть. Большинству участников требуются очки или контактные линзы, но у трех пациентов, которые были слепы до операции, зрение восстановилось полностью.

Свиная кожа, из которой изготавливается коллаген, является отходом пищевой промышленности, что делает этот ресурс доступным и дешевым. Кроме того, коллагеновые имплантаты не содержат живых клеток, поэтому их можно хранить в течение двух лет, а не двух недель, как донорскую роговицу. Ученые собираются провести более крупное клиническое испытание искусственной роговицы, а затем выводить биоинженерный имплантат на рынок. Кроме того, они планируют выяснить, можно ли использовать разработанную технологию для лечения других офтальмологических заболеваний.

Ранее ученые из США предложили восстанавливать роговицу с помощью инъекции клеток, полученных из ИПСК.

Источник

Rafat M., et al. Bioengineered corneal tissue for minimally invasive vision restoration in advanced keratoconus in two clinical cohorts. // Nature Biotechnology (2022), published online 11 August 2022. DOI: 10.1038/s41587-022-01408-w

Добавить в избранное

Вам будет интересно