Dyrkning af mikrovæv til erstatning for dyreforsøg

Til erstatning af dyreforsøg med alternativer inden for medicinsk forskning, komplekse mikrotissues skal dyrkes. Forskere fra Empa har udviklet et specielt polymerstillads til tredimensionelle cellekulturer. Lysstråler fungerer som vejvisere for cellerne.

Inden for farmaceutisk forskning, videnskabsmænd forsøger at undvære dyreforsøg, hvor det er muligt, eller erstatte det med eksperimenter på celle- eller vævskulturer. Dyrkning af meget komplekse tredimensionelle strukturer lavet af celler, imidlertid, stadig giver problemer for forskere. Et team hos Empa har nu udviklet en slags stillads, hvor celler kan spredes, multiplicere og forbinde. Det innovative aspekt ved den nye matrix:Præcisionen i den ønskede form og funktion styres af lys.

Det nye materiale består af en gel, til hvilken en lysfølsom mekanisme kan bruges til at inkorporere et stort antal funktionelle grupper i dens polymerstruktur. "Det betyder, at signaler kan knyttes til polymerens rygrad, som gør det muligt for indvoksende celler at 'forankre' sig i stilladset, " forklarer Empa-forsker Markus Rottmar fra Laboratory for Biointerfaces i St. Gallen. Andre grupper i denne "hydrogel" har dockingpunkter for enzymer, som cellerne kan bruge til at skræddersy det syntetiske stillads til deres behov. En anden fordel:Hydrogelen er ekstremt tolerabel ud fra et biologisk synspunkt og giver cellerne et specifikt miljø til at vokse til en tredimensionel struktur.

Stilladsets form skal kunne styres helt ned til mindste detalje, hvis det skal producere et funktionelt væv. Kortvarig bestråling med UV-lys får polymerhydrogelen til at polymerisere, før en laser sætter prikken over i'et:Baseret på litografiprincippet, den infrarøde laser skriver et præcist strukturelt design i matrixen og inkorporerer komponenter med forskellige funktioner i stilladset. "Cellerne vokser baseret på den foreskrevne plan og danner et indledende netværk, " siger projektleder Katharina Maniura. I løbet af få timer, cellerne begynder at opløses og omforme stilladset i disse specifikke positioner. Ifølge Maniura, dette gør det betydeligt lettere at dyrke kompleks, tredimensionelle mikrovæv.

Ikke alene er hydrogelen ideel som en facilitator til at udvikle alternativer til dyreforsøg; at undersøge sygdomme og forbedre vores forståelse af cellevækst er også blandt anvendelsesområderne for det nye materiale.