Natuurlijk hartweefsel met gereproduceerde spinzijde - hoop voor hartpatiënten

Spinzijde en 3D-printen voor de productie van hartweefsel
Spindraad is een natuurlijk, extreem duurzaam materiaal dat goed geschikt is voor medisch gebruik. Verschillende toepassingsgebieden zijn hier in het verleden al onderzocht. In een recente studie komen onderzoekers van de universiteiten van Bayreuth en Erlangen nu tot de conclusie dat in de toekomst dankzij spider-zijde zelfs beschadigde harten met succes kunnen worden "gerepareerd".

In hun experimenten hebben de wetenschappers de basis gelegd voor de kunstmatige productie van hartweefsel met behulp van een speciale spin-zijdeproteïne en 3D-printing. Al snel hebben hartaanvalpatiënten een reële kans om hun beschadigde hartweefsel te herstellen, volgens de aankondiging van de Universiteit van Bayreuth. De onderzoekers hebben de resultaten van hun studie gepubliceerd in het tijdschrift "Advanced Functional Materials".

Een speciaal spinzijde-eiwit van de onderzoekers van de tuinspin die wordt gebruikt voor de productie van kunsthartweefsel. (Afbeelding: JuergenL / fotolia.com)

Hartfalen tot nu toe ongeneeslijk
Het hart kan bijvoorbeeld onomkeerbaar gestoord zijn in zijn functie na een niet-geleefde hartaanval. Het resultaat is een hartfalen. Ongeveer 1,8 miljoen mensen in Duitsland lijden aan een dergelijk zwak hart (hartfalen), die teruggaat tot een onomkeerbaar verlies van de hartspier van hart-en vaatziekten, de onderzoekers verslag, daarbij verwijzend naar cijfers van de Duitse Heart Foundation. Tot dusverre is er geen therapie die dergelijke schade aan de cellen kan terugdringen.

Spinzijde-eiwitten zijn de sleutel tot succes?
Het onderzoeksteam onder leiding van professor Thomas Scheibel (Biofabrication) van de Universiteit van Bayreuth en professor Felix Engel (experimentele renale en Vasculair Onderzoek) van de Universiteit van Erlangen-Nürnberg heeft in zijn recente studie onderzocht of spindraad voor de productie van de hartspier weefsel kan worden gebruikt. De sleutel tot de productie van kunstmatig hartweefsel ligt op bepaalde eiwitten die de zijde zijn structuur en mechanische sterkte geven, de zogenaamde fibroïnen, rapport van de experts.

Spindak geschikt als raamwerk voor hartweefsel
Professor Dr. Engel had al ontdekt dat de zijde van de Indiase zijdenmot bijzonder geschikt is als steigermateriaal voor het maken van hartweefsel. Maar tot nu toe was het niet mogelijk om het eiwit in voldoende hoeveelheid en constante kwaliteit te produceren, meldt de Universiteit van Bayreuth. Professor Dr. Echter, Thomas Scheibel en collega's opgevolgd door eigen rekening "een recombinant zijdeproteïne van de kruisspin te produceren in grotere hoeveelheden en met een constante hoge kwaliteit." Samen, de onderzoekers van Bayreuth en Erlangen hebben daarom verder onderzoek gedaan naar de mogelijke toepassingen van de eiwitten van het kruis spindraad.

Productie in 3D-printproces
Spinzijde is uitstekend geschikt als materiaal voor zogenaamd biotine, waarmee weefselachtige structuren kunnen worden geproduceerd in driedimensionaal drukken, rapporteren de onderzoekers. De levende cellen van mensen of dieren die in dit geval worden gebruikt, zouden in het algemeen functioneel blijven, wat veelzijdige mogelijkheden opent voor de productie van kunstmatig weefsel. Jana Petzold van het Erlanger team en Tamara Aigner uit de Bayreuth groep hebben daarom onderzocht in meer detail hoe de geconstrueerde laboratorium zijde eiwit kan worden benut eADF4 (κ16) voor de productie van hartweefsel.

Functie van de kunstmatige hartspiercellen
De wetenschappers aangebracht een dunne zijdeproteïne een glasplaatje wat weer andere cellen (bindweefselcellen of bloedvatcellen) gedaan, de Universiteit van Bayreuth gemeld. De functie van de hartspiercellen was van bijzonder belang. Tijdens het onderzoek, de onderzoekers gevonden dat de factoren die verantwoordelijk zijn voor hypertrofie zijn (vergroting van hartspiercellen, bijvoorbeeld bij atleten en zwangere vrouwen), leiden tot een toename volume van hartspiercellen in eADF4 (κ16) film gekweekt waren. De functie lijkt hier erg op elkaar.

In het licht van de huidige onderzoeksresultaten waren de onderzoekers hoopvol in staat om veel hartpatiënten te helpen met de methode op basis van kunstmatige zijde-eiwitten en 3D-printen. "Werkend hartweefsel kan heel snel kunstmatig worden gemaakt. De vraag is nu wanneer en hoe gebeurt dit in de kliniek, "besluit professor Thomas Scheibel. (Fp)