Menschliche Herzmuskelzellen wurden in Spinatblättern gezüchtet

Reinigung der Cellulosebasis des Blattes aus Pflanzenzellen und Geweben

Ärzte benötigen lebendes Herzgewebe für eine Herzoperation. Es ist nicht so einfach, es zu bekommen. Es gibt zwei Möglichkeiten: entweder einen Spender finden oder selbst Muskelgewebe des Herzmuskels aufbauen. Dieser Prozess ist sehr schwierig und teuer. Infolgedessen ist lebendes Herzgewebe immer knapp. Wie sich herausstellte, können Sie das Problem mit Hilfe von Spinatblättern lösen.

Wissenschaftler des Worcester Polytechnic Institute haben vorgeschlagen, die Cellulosematrix der Folie als Grundlage für das Wachstum von Gewebe zu verwenden, dessen Zellen mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden. Hierzu werden Kapillaren der Blätter selbst verwendet, durch die eine blutähnliche Flüssigkeit geleitet wird. So können Wissenschaftler ziemlich große Bereiche lebenden Gewebes wachsen lassen, das sofort für die Transplantation bereit ist.


Gefäße im Gewebe des Herzens der Maus und Kapillaren der Blätter von Buddley David

Das Projekt wurde von Spezialisten aus verschiedenen Bereichen besucht. Um die Idee umzusetzen, schlossen sich Wissenschaftler der University of Wisconsin in Madison und der Arkansas State University dem Team des Worcester Polytechnic Institute an. Die Ergebnisse der Arbeit haben Wissenschaftler in einem im Web veröffentlichten Artikel dargelegt.

Diese Studie ist interessant, weil Pflanzen und Tiere radikal unterschiedliche Systeme für den Transfer von Nährstoffen, Flüssigkeiten und Makromolekülen haben. Zwar gibt es mehrere ähnliche Punkte in den Prinzipien des Herz-Kreislauf-Systems von Tieren und des Kapillarsystems von Pflanzen. Dank dessen wurde die Umsetzung des Projekts von Wissenschaftlern möglich. „Die Verwendung zellfreier Pflanzengerüste eröffnet Forschungsmöglichkeiten an der Schnittstelle verschiedener wissenschaftlicher Bereiche, um die Ähnlichkeit von Pflanzen und Tieren zu untersuchen“, berichten die Wissenschaftler in ihrer Arbeit.



In einer Reihe von Experimenten züchteten Wissenschaftler lebende Zellen des menschlichen Herzgewebes auf Spinatblättern, aus denen die Zellen entfernt wurden. Eine Flüssigkeit, deren Eigenschaften dem menschlichen Blut ähnlich waren, wurde durch die Kapillaren des Blattskeletts geleitet. Herzgewebezellen wurden entlang der Kapillaren mit zirkulierender physiologischer Flüssigkeit platziert, die die Zellen mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgte. Infolgedessen starben die Zellen nicht nur nicht ab, sondern entwickelten sich auch weiter. Laut den Autoren der Studie eröffnet dies die Möglichkeit, ganze Schichten des Muskelgewebes des Herzens wachsen zu lassen. Solche Proben können für Herzoperationen bei Menschen verwendet werden, die von einem Herzinfarkt betroffen sind.


Jetzt planen Wissenschaftler, ähnliche Experimente mit den Blättern anderer Pflanzen durchzuführen. „Wir haben noch viel zu tun, obwohl diese Ergebnisse sehr vielversprechend sind“, sagt Glenn Gaudett, Professor für biomedizinische Technik am Worcester Polytechnic. Von Beginn des Projekts an wurde beschlossen, Spezialisten aus anderen Bereichen der Wissenschaft und Medizin einzubeziehen, um daran teilzunehmen. Das Team besteht nun aus einem Spezialisten für molekulare Mechanismen des Wachstums und der Entwicklung menschlicher Zellen, einem Spezialisten für biomedizinische Technik, einem Spezialisten für Stammzellen und Pflanzenzellen. „In diesem Projekt ist uns die Bedeutung interdisziplinärer Forschung klar geworden. Wenn Sie Menschen mit unterschiedlichen Erfahrungen und Kenntnissen haben, können sie eine Lösung für das Problem anbieten, indem sie das Problem selbst aus einer etwas anderen Perspektive betrachten “, sagt Gaudett.



An einer Reihe von Experimenten nahm der Doktorand Joshua Gershlak teil, der die Verwendung von Spinatblättern vorschlug. Der zentrale Kern des Blattes schien ihm wie eine Aorta, daher spielte ein persönlicher Eindruck eine wichtige Rolle.

Damit das Blatt der Pflanze zum Züchten von tierischen und menschlichen Gewebezellen verwendet werden kann, müssen ihm native Zellen und alle Bestandteile außer Cellulose entzogen werden. Die Cellulosebase ist zur Basis für das Zellwachstum geworden. "Cellulose ist biokompatibel und wird in vielen Bereichen der regenerativen Medizin eingesetzt, einschließlich der Behandlung schwerer Schäden an Geweben und Knochen", sagen die Studienteilnehmer.



Neben Spinat haben die Wissenschaftler auch Petersilienblätter, einjähriges Wermut und Erdnusswurzeln aus den Zellen entfernt. Aber Spinat zeigte die besten Ergebnisse. Die Blätter sind groß, stark und verbleiben nach der Reinigung. Der nützliche Bereich der Cellulosebasis reicht für das Gewebewachstum völlig aus.