Experimental stem cell replacement transplantation in retinal pigment epithelium atrophy
- PMID: 35801874
- DOI: 10.17116/oftalma20221380317
Experimental stem cell replacement transplantation in retinal pigment epithelium atrophy
Abstract
Purpose: To develop and evaluate the results of the modified surgical technique for transplantation of retinal pigment epithelium (RPE) differentiated from human induced pluripotent stem cells (iPSC-RPE) in the form of a cell suspension into the subretinal space of rabbits with previously induced RPE atrophy.
Material and methods: The study was conducted on 10 New Zealand albino rabbits (20 eyes). One month after modeling RPE atrophy and retinal degeneration, rabbits were subjected to subretinal transplantation of iPSC-RPE cells in the form of a cell suspension. To prevent reflux of iPSC-RPE into the vitreal cavity, the injection site was sealed with 2-3 drops of autologous platelet-rich plasma (PRP). All rabbits underwent spectral optical coherence tomography (SOCT) and autofluorescence studies on the Heidelberg Spectralis system («Heidelberg Engineering», Germany). Enucleated animal eyes were studied with morphological and immunohistochemical methods.
Results: In this study we developed and evaluated a modified surgical technique of transplantation of iPSC-RPE in the form of a cell suspension into the subretinal space of rabbits with induced RPE atrophy. It was found that the use of PRP helps seal the defect and prevents cell suspension reflux into the vitreous cavity, effectively minimizing intra- and postoperative complications. Morphological in vivo study and examination of histological sections showed that implantable iPSC-RPEs were correctly integrated and adhered to the choroid in the surgery site. Immunohistochemical analysis involving fluorescence-marked antibodies confirmed the survival of iPSC-RPE integrated into the retina of model animals.
Conclusion: This method improves the technology of iPSC-RPE transplantation on preclinical stages of the study, revealing new prospects in the treatment of degenerative diseases of the retina and the possibility of a personalized approach.
Цель исследования: Разработать и оценить результаты модифицированной хирургической техники трансплантации индуцированных плюрипотентных стволовых клеток ретинального пигментного эпителия (ИПСК-РПЭ) в виде клеточной суспензии в субретинальное пространство кроликов с предварительно созданной атрофией РПЭ.
Материал и методы: Материалом исследования послужили 10 кроликов (20 глаз) породы новозеландский альбинос. Спустя 1 мес после моделирования атрофии РПЭ и дегенерации сетчатки кроликам проводилась субретинальная трансплантация ИПСК-РПЭ в виде клеточной суспензии. Для предотвращения рефлюкса ИПСК-РПЭ в витреальную полость место введения клеток герметизировали с помощью 2—3 капель аутологичной плазмы, обогащенной тромбоцитами (Platelet-rich plasma, PRP). Всем кроликам проводились спектральная оптическая когерентная томография и исследование аутофлюоресценции с помощью прибора Heidelberg Spectralis SD-OCT («Heidelberg Engineering», Германия). Энуклеированные глаза животных подвергались морфологическому и иммуногистохимическому исследованиям.
Результаты: Разработана и проведена оценка модифицированной хирургической техники трансплантации ИПСК-РПЭ в виде клеточной суспензии в субретинальное пространство кроликов с предварительно созданной атрофией РПЭ. Установлено, что использование PRP способствует герметизации дефекта и предупреждает рефлюкс трансплантируемых клеток в витреальную полость, тем самым минимизируя интра- и послеоперационные осложнения. Морфологическое исследование in vivo и изучение гистологических срезов показали, что трансплантируемые ИПСК-РПЭ правильно интегрированы и адгезированы к сосудистой оболочке в зоне оперативного вмешательства. По результатам иммуногистохимического анализа с использованием флюоресцентно меченных антител была подтверждена жизнеспособность ИПСК-РПЭ, интегрированных в сетчатку глаза модельного животного.
Заключение: Данный способ позволяет усовершенствовать технологии трансплантации ИПСК-РПЭ на доклинических этапах исследования, что открывает новые перспективы в лечении дегенеративных заболеваний сетчатки и возможности персонифицированного подхода.
Keywords: age-related macular degeneration; atrophy of retinal pigment epithelium; cell suspension transplantation; induced pluripotent stem cells; retinal degeneration; retinal pigment epithelium.
MeSH terms
LinkOut - more resources
Research Materials