Onderzoekers zijn behoorlijk goed geworden in het laten groeien van menselijke weefsels uit stamcellen - van hartcellen in een petrischaaltje tot 3D-afdrukken met volle oren. Maar het samenstellen van de complexe vasculariteit van hartweefsel is geen sinecure. Zelfs de meest geavanceerde 3D-printers kunnen de structuur niet fabriceren. Zoals Ben Guarino schrijft voor The Washington Post, kunnen onderzoekers van het Worcester Polytechnic Institute echter een oplossing hebben: gebruik spinaziebladeren als ruggengraat voor het hartweefsel.
De studie, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Biomaterials, biedt een innovatieve manier om een veelvoorkomend probleem in weefseltechnologie op te lossen door naar de plantenwereld te kijken. Hoewel planten en dieren vloeistoffen op zeer verschillende manieren transporteren, zijn hun vaatstructuren vergelijkbaar, volgens een persbericht.
Neem een plantenblad en houd het tegen het licht. "Wat zie je?" Tanja Dominko, een auteur van de studie, vraagt Cyrus Moulton in het Worcester Telegram . "Je ziet een plantenvasculair systeem dat erg, erg lijkt op een menselijk systeem en een identiek doel dient, " zegt ze.
Maar om die structuur te gebruiken, moesten onderzoekers eerst de plantencellen verwijderen en het vaatstelsel intact laten. Om een dergelijke prestatie te bereiken, wast het team de bladeren door een soort wasmiddel te gebruiken en verandert het blad van transparant groen in doorschijnend wit. De resterende cellulosestructuur is compatibel met menselijk weefsel.
Zoals Guarino meldt, zaaiden de onderzoekers vervolgens de spinazie met hartweefsel, dat in het blad begon te groeien. Na vijf dagen zagen ze dat een deel van het weefsel samentrok op microscopisch niveau. Met andere woorden, het spinazieblad begon te slaan. Ze passeerden vloeistoffen en microkralen ter grootte van menselijke bloedcellen door de bladeren om aan te tonen dat ze mogelijk bloed konden transporteren.
Hoewel het team niet van plan was om een volledig hart van spinazie te laten groeien, hopen ze dat de methode kan worden gebruikt om patiënten te helpen na een hartaanval of ander hartprobleem. "Op de lange termijn zijn we absoluut van plan een implantaat in beschadigd hartweefsel te implanteren", vertelt Glenn Gaudette, een bio-ingenieur en co-auteur van de studie, tegen Guarino. Ze hopen een pleister te maken die zo dik en sterk is als natuurlijk hartweefsel.
Spinazie is niet het enige superfood waarmee het team werkt. Volgens het persbericht hebben ze ook met succes de cellen verwijderd van de bladeren van peterselie, zoete alsem en harige pindawortel. In de toekomst kunnen verschillende planten worden gebruikt als steiger om verschillende patches en vervangende onderdelen te laten groeien. De holle stengel van juweel kan bijvoorbeeld worden aangeklaagd om slagaders te maken en hout of bamboe kan worden gebruikt om bot te bewerken. "Als je denkt aan het brede scala aan planten dat er is, is er bijna niets dat planten niet kunnen doen, " vertelt Gaudette aan Moulton.
Het Worcester-team is ook niet de enige groep die aan dit idee werkt. Andrew Pelling aan de Universiteit van Ottawa gebruikt de cellulose in appelschijfjes om (enigszins eng uitziende) menselijke oren te laten groeien.
