Onderzoekers ontdekken weg om menselijk weefsel af te drukken

Als wetenschappers naar een specifiek deel van het lichaam willen kijken, kunnen ze binnenkort de knop 'Afdrukken' gewoon indrukken.

Een onderzoeksteam onder leiding van University of California, San Francisco (UCSF), wetenschappers, heeft een techniek ontwikkeld om menselijk weefsel in een lab te bedrukken.

AdvertisementAdvertisement

Met dit proces kunnen onderzoekers en medische professionals ziekten bestuderen en mogelijk levend weefsel aanvullen.

In een studie gepubliceerd in Nature Methods beschrijven onderzoekers de nieuwe techniek genaamd DNA Programmed Assembly of Cells (DPAC).

Onderzoekers gebruiken enkelstrengig DNA als een soort celzoekende lijm. Het DNA wordt in de buitenmembranen van cellen geschoven en bedekt cellen in een DNA-achtige klittenband.

Advertentie

De cellen worden geïncubeerd en als de DNA-strengen complementair zijn, blijven de cellen plakken en leiden gekoppelde cellen uiteindelijk tot weefsel.

De sleutel tot persoonlijk weefsel is het koppelen van de juiste soorten cellen.

AdvertentieAdvertentie

Lees meer: ​​Uw apotheek zal nu uw recept afdrukken »

De techniek testen

Om de techniek te testen, drukten onderzoekers vertakte vasculatuur en borstklieren af.

Zoogdiercellen werden gebruikt in één experiment samen met een specifiek kankergen.

Onderzoekers waren verrast dat DPAC helemaal werkte, zei senior auteur Zev Gartner, Ph. D., universitair hoofddocent farmaceutische chemie aan de UCSF.

We waren verrast over de zelforganiserende capaciteit van veel van de celtypen die we in de weefsels stoppen. Zev Gartner, University of California, San Francisco

"Bovendien waren we verrast over de zelforganiserende capaciteit van veel van de celtypen die we in de weefsels stoppen. "Gartner vertelde Healthline. "In veel gevallen hebben primaire menselijke cellen een opmerkelijk vermogen om zichzelf te organiseren - zich correct te positioneren - wanneer ingebouwd in een weefsel met een over het algemeen correcte grootte, vorm en compositie. "

AdvertisementAdvertisement

Gartner en zijn groep zijn van plan DPAC te gebruiken om de cellulaire of structurele veranderingen in borstklieren te onderzoeken die kunnen leiden tot weefselafbraak zoals die worden gezien met metastaserende tumoren.

Kanker is slechts één ziekte die onderzoekers zouden kunnen bestuderen met DPAC-bedrukt weefsel.

Bovendien kan met DPAC-geproduceerde cellen het onderzoek met weefsel worden gedaan op een manier die patiënten niet beïnvloedt.

Advertentie

"Met deze techniek kunnen we eenvoudige weefselcomponenten produceren in een schaal die we eenvoudig kunnen bestuderen en manipuleren", studeerde hij co-leider Michael Todhunter, Ph. D., die afstudeerde in het Gartner-onderzoek groep, vertelde PhysOrg. "Het stelt ons in staat vragen te stellen over complexe menselijke weefsels zonder experimenten met mensen uit te voeren."

Meer lezen: Een stamcelbehandeling om gescheurde meniscus te repareren"

AdvertisementAdvertisement

Een moeilijk proces

Het kopiëren van weefsel klinkt moeilijk - en dat is het ook.

Het blijkt dat wanneer onderzoek probeert te repliceren science fiction, realiteit presenteert meer dan een paar obstakels.

Om weefsel te kopiëren, hebben onderzoekers alle verschillende celtypen nodig. In het menselijk lichaam zijn er veel verschillende specifieke soorten cellen en bouwstenen die correct moeten worden samengesteld.

Advertentie

"Om echt een weefsel te kopiëren, moet je alle juiste celtypen in handen hebben," zei Gartner. "Het vinden van de materialen om te gebruiken als stellages die op de juiste manier de extracellulaire matrix nabootsen die gevonden is rond alle weefsels in het lichaam blijft een uitdaging. "

Na het assembleren van de steiger moeten onderzoekers het menselijke equivalent van bedrading installeren - bloedvaten.

Advertentieadvertenties

"Vasculariserende weefsels, i. e., het toevoegen van bloedvaten waardoor je voedingsstoffen en reagentia kunt doorstromen, blijft een grote uitdaging, "zei Gartner. "We werken aan al deze of proactieve benaderingen die door andere onderzoekers zijn ontwikkeld. "

Meer lezen: Lichaamsdeel gegroeid in een laboratorium? »

Een goudmijn voor potentiële weefsels

Ongeacht de obstakels is gedrukt weefsel een potentiële schatkamer.

Functionerend gedrukt weefsel kan worden gebruikt om te testen hoe een persoon zou reageren op een bepaald type behandeling. Het kan zelfs in menselijke lichamen worden gebruikt als functioneel menselijk weefsel van longen, nieren en neurale circuits.

Op korte termijn gebruiken onderzoekers DPAC om modellen van menselijke ziekten te maken om meer te weten te komen over kwalen in een laboratoriumomgeving.

"Deze kunnen worden gebruikt als preklinische modellen die de kosten van geneesmiddelenontwikkeling aanzienlijk kunnen verminderen," zei Gartner. "Ze kunnen ook worden gebruikt in gepersonaliseerde geneeskunde, i. e. een gepersonaliseerd model van uw ziekte. We gebruiken DPAC ook om te modelleren wat er mis gaat in menselijke weefsels tijdens belangrijke stappen in ziekteprogressie. Bijvoorbeeld tijdens de overgang van ductaal carcinoom in situ (DCIS) naar invasief ductaal carcinoom van de borst. "

We zijn van plan DPAC te gebruiken om nieuwe strategieën voor het bouwen van functionele weefsels en organen voor transplantatie te testen en te evalueren. Zev Gartner, University of California, San Francisco

Lange-termijn applicaties kunnen eindeloos zijn.

"We zijn van plan DPAC te gebruiken voor het testen en evalueren van nieuwe strategieën voor het bouwen van functionele weefsels en organen voor transplantatie," zei Gartner. "Om dat voor elkaar te krijgen, moeten we begrijpen hoe cellen zichzelf opbouwen in weefsels en hoe die weefsels worden onderhouden en gerepareerd tijdens normale weefselfunctie en homeostase. "

Het verschil tussen kortetermijn- en langetermijngebruik van technologie zoals DPAC is een goed begrip van de complexiteit van weefsels. Het menselijk lichaam bestaat uit meer dan 10 biljoen cellen van verschillende soorten. Elk heeft een specifieke rol in de menselijke functie.

"Als we dat kunnen achterhalen, moeten we rationeel benaderingen kunnen ontwerpen voor het bouwen van vervangende weefsels en organen," zei Gartner."Het is een verheven doelstelling, maar een die we beter kunnen positioneren om technieken als DPAC te realiseren. “