Het kweken van organen is een belangrijke onderzoeksdoelstelling in de medische wetenschap, maar dat is makkelijker gezegd dan gedaan. Een belangrijk struikelblok is dat gekweekte organen ook voorzien moeten zijn van bloedvaten en dat is niet makkelijk te verwezenlijken. Nu zijn onderzoekers rond Shaochen Chen van de universiteit van Californië in San Diego er in geslaagd een bloedvatstelsel te drukken, waardoor het kweken van organen weer een stapje dichterbij realisering komt.
Onderzoekers hebben tot nu toe diverse technieken gebruikt om kunstmatige bloedvaten te kweken. De bestaande technieken zijn echter traag en duur en produceren meestal slechts eenvoudige structuren, zoals enkele vaten. Dergelijke bloedvaten zijn praktisch van weinig waarde voor het menselijk bloedvatenstelsel.
“Bijna alle organen en weefsels hebben bloedvaten nodig om in leven te blijven en te kunnen functioneren. Er is een grote vraag naar donororganen en weinig aanbod. Driedimensionaal printen zou dat gat kunnen vullen.” De onderzoekers zouden een netwerk van bloedvaten hebben gemaakt dat veilig zou kunnen integreren met een menselijk bloedvatenstelsel.

De onderzoekers ontwikkelden een nieuwe printtechnologie, waarbij ze gebruik maakten van kant-en-klare 3d-printers om snel microstructuren te maken die lijken op het echte werk. In het verleden heeft Chen die techniek gebruikt om leverweefsel te kweken, maar ook microscopisch kleine visjes (?) die in de aderen kunnen zwemmen. Daar zouden ze gif kunnen ontdekken en verwijderen.

3d-model

De onderzoekers begonnen met het maken van een ruimtelijk model van het bloedvaststelsel op een computer. Dat ontwerp wordt via miljoenen microscopisch kleine spiegeltjes overgebracht op de printer waardoor er een uv-patroon ontstaat dat zorgt dat de bloedvaten op de juiste plaatsen ontstaan. Dat uv-licht zorgt ervoor dat de oplossing met levende cellen en met polymeren op bepaalde plaatsen verhardt. Dat gebeurt laag voor laag en zo ontstaat het stelsel van bloedvaten dat de onderzoekers voor ogen hadden. De bloedvaten worden als het ware uit een oplossing getrokken.

“We kunnen heel kleine vaatjes met een extreem hoge resolutie direct printen. Andere 3d-technieken maken een soort ‘beeldpuntstructuren’ en gebruiken te verwijderen materialen en extra stappen om de bloedvaten te creëren”, zegt medeonderzoeker Wei Zhu. Het hele proces zou maar een paar seconden in beslag nemen, een hele vooruitgang met bestaande technieken, stellen de onderzoekers. Ook zouden de gebruikte materialen goedkoop zijn.

De onderzoekers maakten diverse bloedvatstructuren en transplanteerden die vervolgens in huidwonden bij muizen (!). Na twee weken onderzochten ze de implantaten en ondervonden dat die zich netjes hadden verenigd met het stelsel van de ‘patiënt’. De bloedvaten zouden nog niet in staat zijn tot andere functies zoals het vervoeren van voedingsstoffen en afvalstoffen (?). Chen: “We hebben nog een hoop werk te doen. Dit is een veelbelovende stap op weg naar een toekomst van weefselherstel.”
Chen en de zijnen werken ook aan het kweken van lichaamseigen weefsels, waarbij uit cellen van de patiënt pluripotente stamcellen worden gemaakt (die zich dan vervolgens weer ontwikkelen tot gespecialiseerde weefselcellen. Het is de bedoeling dat hun werk uitmondt in klinische proeven, maar dat zal volgens de onderzoeker nog wel een paar jaar duren.

Bron: EurekAlert