Ερευνητές έχουν αναπτύξει έναν τεχνητό ιστό στον οποίο τα βλαστικά κύτταρα του ανθρώπινου αίματος παραμένουν λειτουργικά για παρατεταμένο χρονικό διάστημα. Οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Βασιλείας, το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Βασιλείας και το ETH Zurich έχουν αναφέρει τα ευρήματά τους στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS) .
Στο μυελό των οστών , σχηματίζονται αρκετά δισεκατομμύρια αιμοσφαίρια κάθε μέρα. Αυτή η σταθερή παροχή εξασφαλίζεται από τα βλαστοκύτταρα του αίματος που βρίσκονται σε ειδικές θέσεις εντός του μυελού. Αυτά τα βλαστικά κύτταρα μπορούν να πολλαπλασιάζονται και να ωριμάζουν σε ερυθρά και λευκά αιμοσφαίρια , τα οποία στη συνέχεια εγκαταλείπουν τον μυελό των οστών και εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος.
Για αρκετά χρόνια, οι ερευνητές προσπαθούν να αναπαράγουν τον φυσικό μυελό των οστών στο εργαστήριο για να κατανοήσουν καλύτερα τους μηχανισμούς της αιμοποίησης και για να αναπτύξουν νέες θεραπείες, όπως θεραπείες λευχαιμιών. Ωστόσο, αυτό έχει αποδειχθεί εξαιρετικά δύσκολο, επειδή σε συμβατικά in vitro μοντέλα, τα βλαστοκύτταρα του αίματος χάνουν την ικανότητά τους να πολλαπλασιάζονται και να διαφοροποιούνται σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων αίματος.
Τώρα, ερευνητές έχουν σχεδιάσει μια τεχνητή δομή στον μυελό των οστών, στην οποία τα βλαστοκύτταρα και τα αρχέγονα κύτταρα μπορούν να πολλαπλασιαστούν για μια περίοδο αρκετών ημερών. Αυτά τα ευρήματα αναφέρθηκαν από ερευνητές που εργάζονται υπό τον Καθηγητή Ivan Martin στο Τμήμα Βιοϊατρικής του Πανεπιστημίου της Βασιλείας και στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Βασιλείας και από τον καθηγητή Timm Schroeder από το Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας των Βιοσυστημάτων του ETH Zurich.
Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει έναν τεχνητό ιστό που μιμείται μερικές από τις περίπλοκες βιολογικές ιδιότητες του φυσικού μυελού των οστών. Για να γίνει αυτό, συνδύασαν ανθρώπινα μεσεγχυματικά στρωματικά κύτταρα με έναν πορώδη, τρισδιάστατο ικριωματώδη σκελετό από κεραμικό υλικό σε έναν βιοαντιδραστήρα διάχυσης, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε για να συνδυάσει βιολογικά και συνθετικά υλικά. Η διαδικασία οδήγησε σε μια δομή καλυμμένη με μια στρωματική εξωκυτταρική μήτρα που ενσωμάτωσε κύτταρα αίματος.
Από την άποψη αυτή, ο τεχνητός ιστός είχε παρόμοια μοριακή δομή με τις φυσικές κοιλότητες του μυελού των οστών, δημιουργώντας ένα περιβάλλον στο οποίο θα μπορούσε να διατηρηθεί η λειτουργικότητα των αιμοποιητικών βλαστικών και προγονικών κυττάρων. Η νέα τεχνική θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή εξατομικευμένων μονάδων μυελού των οστών με συγκεκριμένες μοριακές ιδιότητες, οι οποίες θα επιτρέπουν την επιλεκτική ενσωμάτωση ή αφαίρεση μεμονωμένων πρωτεϊνών.
Αυτό ανοίγει ένα πλήθος δυνατοτήτων, συμπεριλαμβανομένης της μελέτης των παραγόντων που επηρεάζουν τον σχηματισμό αίματος στον άνθρωπο, και του διαγνωστικού ελέγχου των φαρμάκων με σκοπό την πρόβλεψη του τρόπου με τον οποίο οι μεμονωμένοι ασθενείς θα ανταποκριθούν σε μια συγκεκριμένη θεραπεία. «Θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε τα κύτταρα των οστών και των μυελών των οστών από τους ασθενείς για να δημιουργήσουμε ένα in vitro μοντέλο αιματολογικών νοσημάτων, όπως είναι η λευχαιμία. Είναι σημαντικό αυτό να λαμβάνει χώρα σε ένα περιβάλλον που αποτελείται αποκλειστικά από ανθρώπινα κύτταρα “, αναφέρουν οι συγγραφείς.