Forscher des Worcester Polytechnic Institute (WPI) haben ein Spinatblatt in funktionsfähiges Herzgewebe verwandelt. Das Ziel des Teams war es, menschliches Organgewebe bis hin zu dem feinen Gewebe von Blutgefäßen nachzubauen, ohne die es nicht existieren kann.
Erinnern Sie sich an Popeye? Wann immer er einen Kraftschub brauchte, aß er eine Dose Spinat. Spinat macht gesund und stark, so unsere Großmütter. Dass Spinat aber irgendwann dazu verwendet werden würde, Herzgewebe zu erzeugen, auf die Idee wäre niemand gekommen.
Forscher des Worcester Polytechnic Institute (WPI) haben ein Spinatblatt in funktionsfähiges Herzgewebe verwandelt. Das Ziel des Teams war es, menschliches Organgewebe bis hin zu dem feinen Gewebe von Blutgefäßen nachzubauen, ohne die es nicht existieren kann. Wissenschaftler hatten zuvor erfolglos versucht, mit einem 3D-Druckverfahren ein Blutgefäßnetz zu erzeugen. Dieser Durchbruch könnte bedeuten, dass die feinen Gefäßsysteme von Pflanzen des Problems Lösung sind.
Um das Herzgewebe zu erzeugen, legten die Wissenschaftler des WPI das Zellulose-Gerüst durch das Entfernen der pflanzlichen Zellen frei. Danach „besamten“ sie das Gerüst mit menschlichen Zellen und regten so das Zellwachstum innerhalb des Gerüsts an. Schließlich waren sie in der Lage, Mikrokügelchen und Flüssigkeit durch die Gefäße zu pumpen, um zu zeigen, wie das Konzept funktioniert.
Reparatur von Schäden, Erzeugung von Ersatzgewebe
Anderen Wissenschaftlern war es [zwar] gelungen, in kleinem Maßstab menschliches Gewebe zu erzeugen, jedoch erforderten diese die Integration existierender Blutgefäße. Die Erschaffung funktionierenden Gewebes mit eingepflanzten Gefäßen in großem Maßstab, die wichtig für die Gesundheit des Gewebes sind, hat sich als unmöglich herausgestellt.
Diese Technik hier könnte Menschen dazu verhelfen, Schichten von kräftigeren und gesünderen Herzmuskeln zu erzeugen. Daher legt das Team nahe, dass sie irgendwann zur Behandlung von Patienten eingesetzt werden könnte, die einen Herzinfarkt erlitten haben, oder anderen mit Herzfunktionsstörungen. Die Wissenschaftler haben auch mit Petersilie, Haarwurzeln von Erdnusspflanzen und süßem Wermut experimentiert, denn sie vermuten, dass sich diese Technik verschiedener Pflanzen für die Reparatur anderer Gewebearten bedienen könnte. So könnte zum Beispiel das Zellulosegerüst von Holz uns eines Tages dabei helfen, menschliche Knochen zu reparieren.
„Wir haben noch viel Arbeit zu tun, aber bis jetzt ist dies sehr vielversprechend“, sagte Glenn Gaudette, Professor für biomedizinische Technik des WPI, dem Telegraph. „Die Weiterverarbeitung zahlloser Pflanzen, die Landwirte seit Tausenden von Jahren angebaut haben, für die Erzeugung von Gewebe könnte eine Menge Probleme lösen, die jetzt noch im Wege stehen“.
Dieser Artikel wurde in Futurism veröffentlicht
This working heart tissue is made from spinach
This article is published in Futurism. Written by Karla Lant Writer, Futurism Published 06 Apr 2017
The team’s goal was to recreate human organ tissue down to the fragile vascular networks of blood vessels it can’t survive without.
Image: Worcester Polytechnic Institute
Researchers from the Worcester Polytechnic Institute (WPI) have transformed a spinach leaf into functional heart tissue. The team’s goal was to recreate human organ tissue down to the fragile vascular networks of blood vessels it can’t survive without. Scientists had previously attempted to 3D print intricate vascular networks without success. This breakthrough could mean that the delicate vascular systems of plants are the key.
To create the heart tissue, the scientists at WPI revealed the leaf’s cellulose frame by stripping away the plant cells. Then, they “seeded” the frame with human cells, causing tissue growth on the frame. Finally, they were able to pump microbeads and fluids through the veins to illustrate the functioning concept.
Repairing Damage, Creating Replacements
Although other scientists have been able to create small-scale artificial samples of human tissue, those samples required integration with existing blood vessels. The large-scale creation of working tissue infused with the vascular vessels critical to tissue health had proven impossible.
Because the technique could help people grow layers of stronger, healthier heart muscle, the team suggests that it could eventually be used to treat heart attack patients or others whose hearts have difficulty contracting. The researchers have also experimented with parsley, peanut hairy roots, and sweet wormwood as they believe the technique could make use of different kinds of plants to repair other types of tissues. For example, wood cellulose frames could one day help us repair human bones.
“We have a lot more work to do, but so far this is very promising,” Glenn Gaudette, a professor of biomedical engineering at WPI, told The Telegraph. “Adapting abundant plants that farmers have been cultivating for thousands of years for use in tissue engineering could solve a host of problems limiting the field.”
Image: Worcester Polytechnic Institute
Netzfrau Ursula Rissmann-Telle
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