Endotheelcellen in fibrine vormden bloedvaatjes (afb: Rice-universiteit)
Het lijkt er op dat onderzoekers van, onder meer, de Amerikaanse Rice–universiteit er in geslaagd zijn heel kleine bloedvaten te printen die nog werkten ook. Weer een stap op weg naar het printen/kweken van organen en andere weefsels.
De onderzoeksgroep, onder aanvoering van Jordan Miller en Mary Dickinson, heeft het voor elkaar gekregen om uitgaande van menselijke endotheelcellen (bloedwandcellen) en mesenchymatische stamcellen in combinatie met gels functionerende, capillaire bloedvaatjes te ‘construeren’. De endotheelcellen waren ontstaan uit pluripotente stamcellen. Endotheelcellen schijnen nogal kwetsbaar te zijn. De cellen vormden eenvoudige bloedvatenstelsels.
“Wij hebben aangetoond dat de endotheelcellen capillaire structuren kunnen vormen zowel in het natuurlijke materiaal fibrine als in het halfsynthetische gelatinemethacrylaat”, zegt medeonderzoekster Gisele Calderon. “Dat laatste materiaal, GelMA, is interessant omdat we dat direct kunnen printen voor het synthetiseren van weefsels.”
Regeneratie, daar is het om te doen. Uitgaande van stamcellen weefsels te maken lukt al vrij aardig, maar het punt is natuurlijk dat weefsels niet uit een type cel bestaan en ook nog eens doorbloed moeten worden. Zonder bloedvaten zijn nieuw gekweekte en/of geprinte weefsels gauw dood.
“Het mooiste zou natuurlijk zijn”, zegt Miller, “als we zo’n weefsel of orgaan in 3d zouden kunnen printen. Dan moeten we meer weten van de mechanische en fysiologische aspecten van bloedvatvorming en hoe printen dat proces beïnvloedt.”
Tubulogenese
In de tubulogenese, de vorming van de capillaire bloedvaten, ondergaan de endotheelcellen enkele veranderingen. Eerst worden ze kleiner door zohegeten vacuolen te legen, waarna ze zich verbinden met naburige cellen door die vacuolen te verbinden. Zo ontstaan er buisjes met endotheel’voering’ die zich kunnen ontwikkelen tot capillaire bloedvaatjes.
De onderzoekers bekeken of commercieel uit pluripotente stamcellen ontwikkelde endotheelcellen neiging tot bloedvatvorming hadden. Daarna of mesenchymatische stamcel de tubulogenese kan bevorderen.
Fibrine werd uitverkoren omdat die stof een rol speelt bij de natuurlijke wondgenezing. Fibrine, was de gedachte, zou de buisvorming kunnen bevorderen. De cellen werden gemengd met fibrine en kregen een week de tijd te groeien. Met allerlei technieken, waar ik je maar niet zal vermoeien, werd geconstateerd dat in fibrine inderdaad bloedvatvorming plaatsvond. In GelMA was dat een stukje lastiger.
Na maanden onderzoek en diverse experimenten, bleken de onderzoekers het zover te hebben gekregen dat de bloedvatvorming ook in die halfsynthetische stof goed gedijde. Hier bleken die mesenchymatische stamcellen de groei te bevorderen.
Voorlopig heeft Miller het nog niet over het maken van organen of andere ingewikkelde weefels, maar vooral over het uittesten van medicijnen op weefsels van de eigen cellen van de patiënt. Gepersonifieerde behandeling, dus. “Cellen reageren anders in tweedimensionale structuren dan in ruimtelijke.” Dat is natuurlijk waar, maar een beetje een lichte tegenvaller na de aanvankelijke ‘doorbraak’ in de tekst van het persbericht.
Bron: Science Daily