Volgens een artikel in het tijdschrift Biomaterials hebben biotechnologen van de Harvard University met succes 's werelds eerste kunstmatige bionische ledemaat van een rat gemaakt door spieren, bloedvaten en andere componenten uit stamcellen te laten groeien.
“Onze ledematen bevatten spieren, botten, kraakbeen, bloedvaten, ligamenten, zenuwen en andere dingen, die elk hun eigen 'frame' hebben dat hun vorm ondersteunt. We hebben aangetoond dat we ze kunnen behouden in de vorm en positie waarin ze zich in de armen en benen bevinden, ze oneindig lang in deze staat kunnen houden en ze kunnen gebruiken om in ieder geval vaten en spieren opnieuw te laten groeien ”, zei Harald Ott (Harald Ott) van de Harvard University (VS).
Ott en zijn collega's werken al jaren aan kunstmatige versies van beschadigde orgels. Twee jaar geleden hebben ze een ingenieuze techniek ontwikkeld waarmee ze gezonde kopieën van de nieren kunnen laten groeien, waarbij ze het zieke orgaan gebruiken als een "steiger" voor stamcelgroei.
In de techniek van Ott wordt het beschadigde orgaan eerst behandeld met een combinatie van chemicaliën die cellen vernietigen en de junctionele eiwitten die hen omringen verlaten. Vervolgens wordt dit "sjabloon" door de vroegere slagaders en urinewegen gevuld met "blanco's" van nier- en vaatcellen die uit het rattenembryo zijn geëxtraheerd. Kunstlongen, hart, lever en een aantal andere organen werden op vergelijkbare wijze gekweekt.
Met behulp van deze techniek bereidde de groep van Ott een steiger voor rattenpoten voor en probeerde deze te gebruiken als sjabloon voor een bionische ledemaat. Wetenschappers hadden zichzelf niet het oorspronkelijke doel gesteld om het hele been te laten groeien en richtten daarom hun aandacht op de twee zwaarste delen van de ledemaat - de spieren en bloedvaten.
Door het "frame" en een set stamcellen van spieren, bloedvaten en bindweefsel in een speciale bioreactor te plaatsen, kregen de wetenschappers in een paar weken tijd een volwaardig ledemaat, met uitzondering van de zenuwen die erin ontbraken.
Om de prestaties van het been te testen, hebben wetenschappers elektroden met de spieren verbonden, waardoor het ledemaat samentrok toen er stroom werd aangelegd. De vingers, gewrichten en individuele spieren van het kunstbeen bewogen met succes, en volgens de auteurs van het artikel hadden ze vergelijkbare kracht in vergelijking met de ledematen van een pasgeboren knaagdier.
Promotie video:
Nu proberen wetenschappers op dezelfde manier een kunstmatige primaatarm te laten groeien, met behulp van het geamputeerde lidmaat van een baviaan als een "frame", en denken ze ook na over hoe het probleem met het ontkiemen van zenuwuiteinden in het lidmaat kan worden opgelost.
Volgens Ott is dit probleem op zichzelf op te lossen.
“Bij een ledemaattransplantatie in klinieken groeien zenuwen vaak van de stronk naar het geïmplanteerde been of arm, waardoor de patiënt ze kan voelen en bewegen, en we hebben geconstateerd dat dit herstelproces ook afhankelijk is van de 'scaffold'. We hopen dat we in de toekomst deze eigenschap van het lichaam kunnen gebruiken bij het maken van volwaardige kunstmatige ledematen”, besluit de wetenschapper.
