Levende cellen stuk sneller geprint

Je kiest de juiste stamcellen, stopt ze in een gel en print een nieuwe lever. Dit is de droom van veel onderzoekers die werken aan het printen van levende cellen, omdat het donortekort nu nog veel levens eist. Helaas duurt printen nu vaak nog lang en dat overleven de cellen niet. Wetenschappers van de Universiteit Twente hebben een manier gevonden om het printen van levende cellen een stuk sneller te laten verlopen.

Beschermende gel

Om cellen te printen, vang je ze eerst in een beschermende gel, legt promovendus Tom Kamperman uit. “Een gel lijkt op de natuurlijke omgeving van zo’n cel, waardoor hij beter groeit en minder snel dood gaat.” Maar je kunt ze niet simpelweg in de gel gooien en roeren, dat moet voorzichtiger. Bovendien wil je het liefst van elke cel een afzonderlijk bouwsteentje maken, om zo flexibel mogelijk te bouwen.

Daarom gebruiken Kamperman en zijn collega’s minuscule chips. Een kanaal met cellen komt samen met een kanaal met de ingrediënten voor de gel, en op dat moment ontstaat er een laagje gel om de cel. “Dit proces werkt goed, maar het gaat heel langzaam”, vertelt Kamperman. “Als we een milliliter gel met cellen willen maken, kost dat bijna zeventien uur. Zo lang overleven die cellen het niet buiten een kweekstoof.”

In de lucht

Dus gooiden de onderzoekers het over een andere boeg. Ze gingen in-air microfluidica gebruiken. “Eigenlijk doen we hetzelfde als op de chip, maar we laten de stromen nu in de lucht bij elkaar komen”, legt Kamperman uit. “We laten de stromen een beetje trillen waardoor ze afzonderlijke druppels vormen. Je bepaalt zelf waar die druppels terechtkomen en zo bouw je de structuur op.” Om het idee te testen plaatste Kamperman een ronddraaiend oppervlak onder zijn druppels en vormde zo een soort tube. Dit kostte slechts een paar minuten.

Het grote voordeel van deze techniek is volgens Kamperman niet alleen de snelheid. “Je kunt bepaalde moleculen of cellen toevoegen aan beide stromen, om zo de gewenste structuur te krijgen.” Zo liet de promovendus cellen die insuline produceren reageren met de gel, waarin hij weer een ander soort cel had gestopt, namelijk cellen met een bloedvatstructuur. “Zo krijg je een soort van simpele alvleesklier.”

Continu

Ondanks de snelheid valt er nog wel wat te verbeteren. “Het proces gaat nu erg snel, maar je kunt het niet onderbreken. Het gaat maar door, dus lopen de kosten al snel op als je dure materialen gebruikt.” Ook zou het mooi zijn als de onderzoekers de stromen tijdens het proces kunnen aanpassen, om structuren te maken met verschillende eigenschappen op verschillende plekken.

Nu het idee blijkt te werken, proberen de Twentenaren in ieder geval of de techniek om te bouwen tot een makkelijk bruikbaar apparaat. “Veel wetenschappers hebben baat bij een apparaat dat op deze snelle manier cellen in een gel kan printen”, zegt Kamperman. “Het is bijvoorbeeld bekend dat je stamcellen beter in een gel kunt stoppen voor je ze in een lichaam injecteert, dan blijven ze langer op de juiste plaats zitten. Onze ontdekking kan dit soort processen een stuk makkelijker maken.” We zullen volgens Kamperman nog wel even moeten wachten op hele geprinte organen: “Maar we werken hard om de techniek zo snel mogelijk verder te ontwikkelen.”