In een baanbrekende ontwikkeling zijn wetenschappers in de Verenigde Staten een stap dichterbij gekomen bij het stoppen van dierproeven, dankzij de groei van echte menselijke hersenweefsels in het laboratorium.
Volgens een rapport dat vandaag, woensdag, is gepubliceerd door het wetenschappelijke platform “Science Alert”, heeft een onderzoeksteam onder leiding van bio-ingenieur Eman Noshadi van de University of California Riverside (UCR) een innovatief scaffold-systeem ontwikkeld. Dit systeem stelt neurale stamcellen in staat om zich te ontwikkelen tot functionele volwassen driedimensionale neuronen.
Het systeem, genaamd BIPORES (Biomedical Integrated Porous System), maakt gebruik van een chemisch gemodificeerd formaat van polyethylene glycol (PEG). Hoewel PEG een veelgebruikt polymeer is, heeft het team het geconfigureerd met nanosilicadeeltjes om een ‘plakkerige’ structuur te creëren die lijkt op een spons. Deze unieke structuur vormt een ondersteunend matrix van microscopische poriën die de groei van cellen mogelijk maakt zonder afhankelijk te zijn van biologisch afgeleide coatings van dieren, die vaak de betrouwbaarheid van experimenten ondermijnen.
Noshadi zegt: “Dit materiaal zorgt ervoor dat de cellen alles krijgen wat ze nodig hebben om te groeien, te organiseren en met elkaar te communiceren in groepen die op de hersenen lijken.” Ze voegt toe: “Omdat de structuur de natuurlijke omgeving nauwkeurig nabootst, kunnen we beginnen met het ontwerpen van weefselmodellen met striktere controle over het gedrag van de cellen tijdens experimenten.”
Volgens het onderzoek dat is gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Functional Materials, biedt het BIPORES-systeem een stabiele omgeving die langdurige studies ondersteunt, iets wat cruciaal is voor het begrijpen van neurodegeneratieve ziekten zoals Alzheimer of het herstel van beroertes. Door gebruik te maken van menselijke stamcellen – mogelijk afgeleid van het bloed of de huid van de patiënt – kunnen onderzoekers “testneuronen” maken die specifiek zijn voor de evaluatie van bepaalde behandelingen.
Prins David Okoro, de bio-ingenieur in het team, benadrukt het belang van deze stabiliteit: “Dit is bijzonder belangrijk omdat volwassen hersencellen beter de functie van echt weefsel weerspiegelen bij het bestuderen van gerelateerde ziekten of trauma’s.”
Deze prestatie belooft een vermindering van de afhankelijkheid van diermodellen, wat een ethischer en wetenschappelijk nauwkeuriger alternatief biedt. Onderzoekers zijn al bezig om deze technologie uit te breiden naar andere organen, zoals de lever, in de hoop op een toekomst die gebaseerd is op onderling verbonden weefselsystemen. Noshadi voegt toe: “Het verbonden systeem stelt ons in staat om te zien hoe verschillende weefsels reageren op dezelfde behandeling. Het is een stap naar een meer geïntegreerd begrip van menselijke biologie en ziekten.”
