Stina Simonsson

Een groep onderzoekers in Zweden aan de universiteit van Gothenburg hebben kraakbeenweefsel gemaakt uitgaande van geprinte pluripotente stamcellen. Het zou al een succes op zich zijn dat de stamcellen de gang door de 3d-bioprinter hebben overleefd. Na de vormgeving door de printer konden de onderzoekers de stamcellen ‘verleiden’ zich om te vormen tot kraakbeencellen (chondrocyten).

De onderzoekers gingen uit van kraakbeencellen van patiënten die een knieoperatie hadden ondergaan. Die werden in het lab geherprogrammeerd tot pluripotente stamcellen. Die werden vervolgens die werden vervolgens ingekapseld in een structuur van cellulosedraadjes en daarna verwerkt met de bioprinter. Groeifactoren moesten er vervolgens voor zorgen dat de stamcellen zich weer netjes tot kraakbeenweefsel ontwikkelden.
“In de natuur is de omzetting van stamcellen in kraakbeen een eenvoudig proces, maar in het lab is dat een stuk lastiger”, zegt onderzoekster Stina Simonsson. “Wij zijn de eersten die daar in geslaagd zijn, zonder eerste dierproeven te doen.”
Het belangrijkste probleem voor de onderzoekers was een manier te vinden dat de gebruikte cellen niet het loodje zouden leggen tussen het printen, zich vermenigvuldigen en zich om laten zetten in kraakbeencellen.

Simonsson: “We hebben diverse methodes onderzocht en verschillende groeifactoren uitgeprobeerd. Elke stamcel is ingebed in nanocellulose, waardoor die het printproces kan overleven. We hebben ook ‘media’ van andere cellen verzameld waarmee stamcellen met elkaar communiceren om een zogeheten geconditioneerd medium te krijgen. In lekentermen zou je zeggen dat we er in geslaagd zijn de cellen het idee te geven dat ze niet alleen zijn. Daardoor vermenigvuldigden de cellen zich ook voor wij ze differentieerden (in kraakbeencellen; as).”

Veel stamcellen

De onderzoekers ondervonden dat ze veel stamcellen nodig haddeb om op deze manieer weefsel te maken. Het resulterende kraakbeenweefsel zou erg veel lijken op het echte werk. Ervaren orthopedisch chirurgen zagen geen verschil met echt kraakbeenweefsel. Ze vonden dat ook de eigenschappen overeenkwamen met het kraakbeen van de patiënten. Net zoals normaal kraakbeen bevat het geprinte weefsel collageen type II en onder de microscoop hadden de cellen de gewenste, natuurlijke vorm.

In de niet al te verre toekomst zullen, zo verwachten de onderzoekers, patiënten defecte kraakbeenonderdelen kunnen laten vervangen door ‘eigen’ geprint weefsel. Ook artrose zou er mee gerepareerd worden. In Zweden heeft boven de 45 jaar een op de vier artrose in enigerlei gradatie.
Weinig staat grootschalige ‘productie’ van kraakbeenweefsel in de weg, maar er moeten nog wel wat losse eindjes dichtgebreid worden. Simonsson: “De cellulosestructuur de we hebben gebruikt is niet ideaal voor het menselijk lichaam. We moeten eerst een ander materiaal vinden dat afbreekbaar is, zodat alleen het kraakbeenweefsel overblijft. Het belangrijkste voor gebruik bij mensen is dan nog om vast te stellen of deze methode veilig is.”

Bron: Alpha Galileo