Naturlig hjertevev med edderkoppsilke gjengitt - Håp for hjertepasienter

Spider silke og 3D-utskrift for produksjon av hjerte vev
Spider silke er et naturlig, ekstremt slitesterkt materiale som er godt egnet for medisinsk bruk. Ulike anvendelsesområder har allerede blitt undersøkt her tidligere. I en nylig undersøkelse kommer forskere fra universiteterne Bayreuth og Erlangen nå til den konklusjon at i fremtiden takket være edderkoppsilke, kunne selv skadede hjerter vellykkes "repareres".

I sine eksperimenter lagde forskerne grunnlaget for den kunstige produksjonen av hjertevev ved hjelp av et spesielt edderkoppsilkeprotein og 3D-utskrift. Snart har hjerteinfarktpatienter en reell sjanse til å gjenopprette sitt skadede hjertevev, ifølge kunngjøringen fra University of Bayreuth. Forskerne har publisert resultatene av studien i tidsskriftet "Advanced Functional Materials".

Et spesielt edderkoppsilkeprotein fra hagespindelforskerne benyttet til produksjon av kunstig hjertevev. (Bilde: JuergenL / fotolia.com)

Hjertefeil så langt uhelbredelig
For eksempel kan hjertet være irreversibelt svekket i sin funksjon etter et utilsiktet hjerteinfarkt. Resultatet er hjertesvikt. Rundt 1,8 millioner mennesker i Tyskland lider av et slikt svakt hjerte (hjertesvikt), som går tilbake til et irreversibelt tap av hjertemuskelen av hjertesykdom, forskerne rapporten, som siterer tall for den tyske Heart Foundation. Så langt er det ingen terapi som kan reversere slike skader på cellene.

Spider silke proteiner er nøkkelen til suksess?
Forskningsgruppen ledet av professor Thomas Scheibel (Biofabrication) fra University of Bayreuth og Professor Felix Engel (Experimental nyre og Vaskulær Research) ved Universitetet i Erlangen-Nürnberg har undersøkt i sin siste studie om edderkopp silke for produksjon av hjertemuskelvevet kan brukes. Nøkkelen til produksjon av kunstig hjerte vev ligger på visse proteiner som gir silke sin struktur og mekanisk styrke, de såkalte fibroins, eksperter rapporten.

Spider silke godt egnet som rammemateriale for hjerte vev
Professor Dr. Engel hadde allerede oppdaget at silke av den indiske silkemoten er spesielt godt egnet som stillasemateriale for å lage hjertevev. Men så langt har det ikke vært mulig å produsere proteinet i tilstrekkelig mengde og konsistent kvalitet, rapporterer University of Bayreuth. Professor Dr. Imidlertid Thomas Scheibel og kolleger fulgt av sin egen konto, "et rekombinant silke protein av hagen edderkoppen å produsere i større mengder og med konsekvent høy kvalitet." Sammen, forskerne fra Bayreuth og Erlangen har derfor ytterligere undersøkt de mulige anvendelser av proteinene av kryss edderkopp silke.

Produksjon i 3D-utskrift
Edderkopp silke er meget egnet som materiale for såkalt Biotinte, kan frembringes med de vev-lignende strukturer i tredimensjonal trykking, forskerne rapporten. De levende celler av mennesker eller dyr som brukes i dette tilfellet, vil generelt forbli funksjonelle, noe som åpner opp allsidige muligheter for produksjon av kunstig vev. Jana Petzold fra Erlanger lag og Tamara Aigner fra Bayreuth gruppen har derfor undersøkt i nærmere detalj hvordan det konstruerte laboratoriet silke proteiner kan utnyttes eADF4 (κ16) for fremstilling av hjertevevet.

Funksjon av kunstige hjerte muskelceller
Forskerne påføres en tynn film av silkeprotein til en glassplate på hvilken likevel andre celler (bindevevsceller eller blodkar-celler) ble plassert, University of Bayreuth rapportert. Funksjonen til hjertemuskulaturcellene var av særlig interesse. I løpet av undersøkelsene fant forskerne at de faktorer som er ansvarlig for hypertrofi (utvidelse av hjertemuskelcellene, for eksempel i idrettsutøvere eller gravide kvinner), også fører til en volumøkning i hjertemuskelcellene i eADF4 (κ16) film dyrket var. Funksjonen virker veldig lik her.

I lys av de nåværende forskningsresultatene var forskerne håpfulle for å kunne hjelpe mange hjertepasienter med metoden basert på kunstige silkeproteiner og 3D-utskrift. "Arbeide hjerte vev kan kunstig gjøres veldig snart. Spørsmålet er nå når og hvordan skjer dette i klinikken, avslutter professor Thomas Scheibel. (Fp)