נימי רשתית חיוניים לשמירה על הומאוסטזיס ברשתית ותפקוד הראייה. ואכן, הניוון שלהם בסוכרת מוקדמת מעורב מאוד בהתפתחות סיבוכים מסכני ראייה של רטינופתיה סוכרתית (DR), מצב כלי דם המשפיע על כמעט 40% מכלל האנשים עם סוכרת1. דלקת כלי דם תורמת באופן משמעותי לניוון נימי הרשתית ב- DR. מחקרים קודמים הדגימו תפקיד חשוב לרמזים מולקולריים וביוכימיים חריגים בדלקת כלי דם ברשתיתהנגרמת על ידי סוכרת 2,3. עם זאת, עבודה חדשה הציגה פרדיגמה חדשה לפתוגנזה של DR המזהה התקשות נימי רשתית כגורם מכריע אך לא מוכר בעבר של דלקת כלי דם ברשתית וניוון 4,5,6.
באופן ספציפי, העלייה הנגרמת על ידי סוכרת בנוקשות נימי הרשתית נגרמת על ידי upregulation של אנזים crosslinking קולגן ליזיל אוקסידאז (LOX) בתאי אנדותל רשתית (ECs), אשר מקשיח את המטריצה subendothelial (קרום מרתף)4,5,6. התקשות מטריצה, בתורה, מקשיחה את ECs הרשתית שמעל (עקב הדדיות מכנית), ובכך מובילה לעלייה הכוללת בנוקשות נימי הרשתית4. באופן מכריע, התקשות נימי רשתית זו הנגרמת על ידי סוכרת לבדה יכולה לקדם הפעלת EC ברשתית ומוות EC בתיווך דלקת. ניתן לייחס ויסות מכני זה של פגמים ב- EC ברשתית לשינוי במכנוטרנסדוקציה של האנדותל, התהליך שבו רמזים מכניים מומרים לאותות ביוכימיים כדי לייצר תגובה ביולוגית 7,8,9. חשוב לציין, רמזים מכניים EC משתנים ומבנה מטריצה תת-אנדותל היו מעורבים גם בניוון כלי דם כורואידי הקשור לניוון מקולרי הקשור לגיל מוקדם (AMD)10,11,12, מה שמעיד על ההשלכות הרחבות יותר של מכנוביולוגיה וסקולרית במחלות רשתית ניווניות.
יש לציין כי התקשות נימי הרשתית מתרחשת בשלב מוקדם בסוכרת, אשר עולה בקנה אחד עם הופעת דלקת ברשתית. לפיכך, העלייה בנוקשות נימי הרשתית עשויה לשמש הן כמטרה טיפולית והן כסמן אבחוני מוקדם עבור DR. לשם כך חשוב לקבל מדידות קשיחות אמינות וישירות של נימי הרשתית והמטריצה התת-אנדותלית. ניתן להשיג זאת באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM), המציע טכניקה ייחודית, רגישה, מדויקת ואמינה למדידה ישירה של קשיחות תאים, מטריצה חוץ-תאית ורקמות13. AFM מפעיל כוח הזחה זעיר (ברמת ננו-ניוטון) על הדגימה שקשיחותה קובעת את המידה שבה ה-AFM הנכנס מתכופף - ככל שהדגימה נוקשה יותר, כך הקנטיל מתכופף יותר, ולהיפך. השתמשנו ב-AFM באופן נרחב כדי למדוד את הנוקשות של תאי אנדותל בתרבית, מטריצות תת-אנדותליות ונימי רשתית מבודדיםשל עכבר 4,5,6,11,12. מדידות קשיחות AFM אלה סייעו לזהות מכנוביולוגיה אנדותל כגורם מפתח של פתוגנזה של DR ו- AMD. כדי לעזור להרחיב את היקף המכנוביולוגיה בחקר הראייה, כאן אנו מספקים מדריך שלב אחר שלב על השימוש ב- AFM למדידות קשיחות של נימי רשתית עכבר מבודדים ומטריצת תת-אנדותל.