Een stukje geprint weefsel compleet met een ‘bloedvat’ (afb: Wyss-instituut van Harvard)
Het drukken van orgaanweefsel wordt gaandeweg steeds spectaculairder, maar de resultaten zijn nog steeds ver verwijderd van het echte werk. Nu schijnen onderzoekers van de Harvard-universiteit in de VS een methode ontwikkeld te hebben (met als afko SWIFT) waarmee grotere orgaandelen geprint kunnen worden compleet met een soort bloedvaten en met een celdichtheid die lijkt op die van natuurlijke organen. Die met behulp van SWIFT gedrukte organen zouden de grootte en de functionaliteit van de echte organen hebben. Zo zou een stuk hart in zeven dagen te zijn ‘gemaakt’. Uitgangsmateriaal wordt gevormd door stamcellen.
Harvard-onderzoeker Mark Skylar-Scott noemt het maar meteen een nieuw paradigma in orgaansynthese. “In plaats dat we een heel orgaan bestaand uit cellen willen maken, concentreert SWIFT zich op het vormen van een soort bloedvaten die het levende weefsel ondersteunen bestaand uit grote hoeveelheden orgaanbouwstenen. Die weefsels zouden te gelegener tijd kunnen worden gebruikt voor het herstel of de vervanging van menselijke organen met labversies bestaande uit cellen van de patiënt zelf.”
Het SWIFT-proces begint met de vorming van honderdduizenden van stamcellen afgeleide orgaanbouwstenen, die ongeveer 200 miljoen cellen per milliliter bevatten. Vervolgens worden daar met een speciale ”0opofferingsinkt’ (gelatine) ‘bloedvaten’ in geschreven. “Met die dichte matrix van orgaanbouwstenen vang je twee vliegen in een klap”, zegt medeonderzoeker Sébastien Uzel. “Niet alleen bereik je daarmee een hoge celdichtheid zoals in menselijke organen, maar de viscositeit van die matrix maakt het ook mogelijk om er kanaaltjes in te maken bij wijze van bloedvaten.”
De stamcellen worden voor dit procédé gemengd met een speciale extracellulaire matrix. Dat mengsel wordt via centrifuge verdicht. Tussen de 0 en 4°C heeft dat de smeuïgheid van mayonaise: zacht genoeg om er iets mee te doen zonder de cellen te beschadigen en stevig genoeg om zijn vorm te bewaren. Dat is natuurlijk handig om als printmateriaal te worden gebruikt. De inkt voor de kanaaltjes wordt met een dunne spuitmond aangebracht. Die duwt de cellen opzij zonder ze te beschadigen.
Als het mengsel wordt verwarmd tot 37°C dan verstijft dat (zoals een ei in de koekenpan), terwijl de inkt (gelatine) er wordt uitgewassen om de kanaaltjes te vormen die zorgen voor de aanvoer van voedingsstoffen voor de cellen. Zonder die kanaaltjes waren de cellen in de kern van de kweekorganen binnen twaalf uur dood.
Bij wijze van proef maakten de onderzoekers op deze wijze een stuk hartweefsel. In een week tijd hadden de hartbouwstenen zich ontwikkeld tot een kloppend weefsel met contracties zoals die in een natuurlijk hart plaatsvinden. De onderzoekers denken dat de ontwikkeling van SWIFT een grote stap voorwaarts betekent op weg naar het kweken van volledig functioneel orgaanweefsel. Er zijn al plannen om SWIFT-weefsels te implanteren in dieren
Bron: Science Daily