De overlevingskansen van kweekweefsel zijn beperkt, omdat het geen bloedvaten bevat waarmee het zichzelf van zuurstof en voedingsstoffen kan voorzien. Japanse wetenschappers hebben daar nu wat op gevonden. Zij ontwikkelden een nieuwe techniek waarbij hartweefsel gekweekt wordt op een bedje van bloedvaten. Het kweekweefsel slaagt er dan wel in nieuwe bloedvaten aan te leggen.
Het kweken van nieuw weefsel is een grote belofte, maar de mogelijkheden zijn nog beperkt.
Wikimedia CommonsNieuwe stukjes weefsel in het laboratorium laten groeien om zieke stukjes weefsel in het lichaam te vervangen; het is een grote medische belofte. Helaas zijn de mogelijkheden hiertoe nog beperkt. Omdat kweekweefsel van zichzelf geen bloedvaten bevat, raakt het na transplantatie snel verstoken van de broodnodige zuurstof en voedingsstoffen. Een stukje weefsel dat dikker is dan drie cellagen zal daardoor snel afsterven.
iBook
Speciaal voor de iPad is een interactief ontwikkeld met veel extra materiaal zoals interactieve infographics, video, tijdlijnen en nog veel meer. Als je geen iPad hebt is er ook een pdf-versie.
De Japanse biomedicus Teruo Okano legt in Nature Communications uit wat het probleem precies is. Kweekweefsel heeft meestal wel de mogelijkheid om zich aan te sluiten op de bloedsomloop van het lichaam waar het in terecht komt, maar krijgt hier vaak onvoldoende de tijd voor. Daarom moet de aanleg van bloedvaten al beginnen op het moment dat het weefsel in het laboratorium gemaakt wordt, meent hij.
Samen met zijn collega’s van de Tokyo Women’s Medical University ontwikkelde Okano een bioreactor systeem dat de aanleg van bloedvaten in kweekweefsel moet bevorderen. Hij nam wat spierweefsel uit het bovenbeen van een rat en isoleerde daaruit een stukje met zowel een ader als een slagader. Dit stukje spierweefsel plaatste hij in groeimedium. Vervolgens bracht hij op het stukje spierweefsel een plakje gekweekt hartweefsel van drie cellagen dik aan.
De bioreactor van Okano en collega’s. Met onderin een stukje spierweefsel met bloedvaten en daar bovenop een gekweekt stukje hartweefsel van drie cellagen dik.
Hidekazu Sekine e.a.Opschalen
Het gekweekte hartweefsel bevat niet alleen hartcellen, maar ook endotheelcellen. Die toevoeging is cruciaal, omdat endotheelcellen in staat zijn nieuwe bloedvaten te vormen. En die nieuwe bloedvaten sluiten zich zonder probleem aan op de ader en slagader van het onderliggende stukje spierweefsel, zag Okano.
Omdat zijn eerste poging zo succesvol was, heeft Okano direct geprobeerd het proces op te schalen. Hij liet het hartweefsel enkele dagen groeien en voegde daarna een nieuw plakje van drie cellagen dik toe. Zo ging hij door totdat hij uiteindelijk een stukje kweekweefsel had van maar liefst twaalf cellagen dik. Door de cellagen stapje voor stapje toe te voegen, was er voldoende tijd voor de vorming van bloedvaten en stierf het weefsel niet af.
Transplantatie
Dat het kweekweefsel in het laboratorium in leven blijft, is natuurlijk goed nieuws. Maar Okano wilde nog meer. Wat zou er gebeuren als hij een stukje hartweefsel van zes cellagen dik zou transplanteren naar de nek van een naakte rat? Hij nam een stukje gekweekt hartweefsel met onderliggend spierweefsel uit de bioreactor en sloot de ader en slagader uit het spierweefsel aan op de bloedvaten in de nek van de rat. Met succes. Het getransplanteerde hartweefsel zag er gezond uit en begon zelfs te kloppen.
Okano laat met zijn experiment zien dat het mogelijk is om kweekweefsel te maken met bloedvaten. En dat dit weefsel na transplantatie langer overleeft dan kweekweefsel zonder bloedvaten. Zelf werkte hij met hartweefsel, maar de biomedicus gaat er vanuit dat ook andere type weefsels op deze manier gekweekt kunnen worden. Dat brengt de therapeutische mogelijkheden van kweekweefsel een flinke stap dichterbij.