Levend weefsel uit de printer

Laagjes huid en brokjes bot rollen uit de printer van wetenschappers. Ze leren ervan hoe cellen groeien, maar bruikbare organen liggen nog buiten hun bereik.

Biofysicus Gabor Forgacs is er in geslaagd buisjes te printen van levend weefsel en ook plakjes hartcellen. Forgacs gebruikt daarvoor een apparaat dat hij een “mechanical dispenser' noemt en dat veel van een printer wegheeft. Forgacs' onderzoeksgroep aan de universiteit van Missouri-Columbia heeft voor de verdere ontwikkeling van deze techniek eind vorig jaar vijf miljoen dollar gekregen van de National Science Foundation (het Amerikaanse NWO). Die subsidie is overigens niet zozeer gericht op een spoedig te bereiken “printing on demand' voor organen - dat is nog verre toekomstmuziek - maar vooral op het verkrijgen van meer inzicht in de zelforganisatie van lichaamscellen. Daarvoor zijn geprinte weefsels ideaal.

De printer van Forgacs deponeert klontjes cellen van enkele tienden van millimeters op “biologisch papier', een voedselrijke gel. Forgacs' kan zo een driedimensionale structuur maken. Zijn standaardstructuur is nu een buisje. Dat ontstaat door een cirkel van klontjes op het biopapier aan te brengen, waarna op een tweede laag biopapier een volgende cirkel precies boven de eerste wordt gemaakt, enzovoort. De stapel velletjes van enkele centimeters gaat dan voor een week in een soort broedstoof. In die periode groeien de klontjes samen tot een buisje, waarbij ze bovendien het biopapier wegeten.

Een ander kunstje dat Forgacs al beheerst, is het bouwen van hartspierweefsel. Een mogelijke toepassing hiervan is het onderzoek van de invloed van geneesmiddelen op het hart. Het geprinte weefsel functioneert dan als proefkonijn. Overigens gebruikt Forgacs nog geen menselijke cellen. Hij experimenteert vooral met cellen van kippenembryo's. “Daarna komen muizen, dan varkens en dan pas mensen“, zegt Forgacs in een telefonische toelichting op zijn werk. Hij ziet dit veld van onderzoek explosief groeien. Maar hij haast zich duidelijk te maken wat níet kan: “Ik wou dat ik kon zeggen dat ik een lever kon printen, om dronkaards een nieuw leven te geven. Dat gaat niet gebeuren. Een ingewikkeld orgaan als een hart: vergeet het. Maar als doel voor de lange termijn is het prima.“

Een andere pionier die printtechnieken gebruikt voor medische toepassingen is de hoogleraar materiaalkunde Brian Derby van de universiteit van Manchester. Hij print huidcellen met een installatie die net zo werkt als sommige inkjetprinters voor consumenten. Het apparaat spuit een suspensie van opperhuidcellen op een ondergrond van afbreekbare kunststof. Tot nu toe in één laag; binnenkort waagt Derby zich aan meerlagige preparaten, zodat er werkelijk huidachtig materiaal kan ontstaan. Dat zou, zo zegt Derby in een telefonische toelichting, een ideaal transplantatiemateriaal zijn, zeker als het wordt vervaardigd van huidcellen van de patiënt zelf. Transplantatie van een donor, met risico van afstoting, is dan niet nodig, en het verplaatsen van eigen huid van de patiënt ook niet. Een uitkomst bij brandwonden of bepaalde vormen van suikerziekte. Op dit moment werkt Derby nog met “cellijnen', laboratoriumcellen van menselijke herkomst, niet van specifieke donoren.

De materiaalkundige Derby experimenteert ook al met het printen van bot en kraakbeen. Volgens hem is het mogelijk kunstmatige stukken bot ter grootte van een golfbal te maken, alweer van patiënteigen cellen. Momenteel gebruikt hij voor proeven bijvoorbeeld cellen verkregen uit afval van heupoperaties.

Het printen van praktisch bruikbare stukken huid of bot ligt nog vijf tot tien jaar in de toekomst, schat Derby: “Als je de dikte van een millimeter overschrijdt, zul je ook bloedvaten moeten toevoegen, en dat maakt het nog complexer.“

    • Herbert Blankesteijn