Is het cyberhart het begin van 'kunstmatig leven'?
Het lijkt sience fiction, het creëren van een kunstmatig organisme uit menselijke cellen. Onderzoekers van Harvard University beschreven in Nature Materials hoe ze hartcellen in een sponsje van elektrische bedrading kunnen laten groeien. Nu meten de elektroden nog alleen signalen die ze uit de hartcellen oppikken, maar in de toekomst moet het ook mogelijk worden deze cellen aan te sturen. Prof.dr. Carlijn Bouten, hoogleraar Cell-Matrix interaction in Cardiovascular Regeneration, over het cyberhart.
“Laat ik voorop stellen dat ik de benaming cyberhart onjuist vind voor dit kleine stukje weefsel met bedrading”, benadrukt Carlijn Bouten, hoogleraar Cell-Matrix interaction in Cardiovasculair Regeneration aan de faculteit BMT. “Het is bovendien niet helemaal kunstmatig te noemen, want het bestaat voor een groot deel uit levende cellen die zelf functioneren. Een cyberhart klinkt wel heel fancy, maar wat wij als regeneratieve onderzoekers willen, is zeker niet een heel hart namaken en vervangen; we stimuleren liever het eigen herstellend vermogen. Maar dat neemt niet weg dat met dit kleine stukje materiaal mooie dingen gedaan kunnen worden.”
“Door cellen te halen uit een weefsel van een patiënt met een bepaalde aandoening en op de beschreven manier te laten groeien, kun je een systeem maken om op een patiëntgerichte manier medicatie te testen. Want medicijnen die het bij patiënt A goed doen, hoeven bij patiënt B niet per se aan te slaan; met het ontwerpen en instellen van een juiste therapie is veel tijd en geld gemoeid. Het knappe van deze techniek zit ‘m ook in het groeien van een stukje 3D-weefsel in een elektrische omgeving. In 2D wordt al heel wat geëxperimenteerd met cellen en elektrodes, maar dit scaffold is met recht uniek te noemen. Zeker wanneer aansturing van de cellen mogelijk wordt, zijn de toepassingen legio. Veel hartpatiënten hebben bijvoorbeeld een defect in de sinusknoop, de elektrische bestuurder van het hart. Een elektrisch actief scaffold zou dan uitkomst kunnen bieden.”
“Daarnaast is deze studie een heel mooi voorbeeld van multidisciplinair werk. Er zit een geweldig stuk elektrotechniek in verwerkt, gecombineerd met biomaterialen en regeneratief geneeskunde onderzoek. Precies hetgeen wij binnen het strategic area Health van de TU/e ook aan het opzetten zijn, zoals met onze organs-on-chip projecten. Daarbij mimiccen we op microschaal een stukje orgaan, bijvoorbeeld het hart. Op deze manier kunnen we de hartcel in zijn omgeving bestuderen. Niet alleen biochemisch en elektrisch, maar ook mechanisch - het samentrekken van de cellen. Net zoals het bovengenoemde ‘cyberhart’ is ons systeem ook een prima manier om efficiënt medicatie te testen of een snelle diagnose te kunnen stellen. “
“Regeneratief onderzoek -zeker dit soort elektrische scaffolds- zit enorm in de lift. Maar het is een misvatting te denken dat we de hele dag hard in het lab bezig zijn een kunsthart in elkaar te knutselen om het zelfstandig te kunnen laten werken. Een klompje cellen tot weefsel laten uitgroeien is één ding, maar wat doe je met ingewikkelde zaken als doorbloeding en zenuwaansturing? Een pomp of een transplantatiehart plaatsen is nu de enige oplossing voor patiënten met vergevorderd hartfalen. Willen we het hart echt genezen dan moeten we met iets beters komen. Levend weefsel bijvoorbeeld dat voldoende veerkracht heeft zichzelf te onderhouden. We proberen daarom met kleine stukjes gekweekt weefsel een orgaan te herstellen en verder het lichaam zelf het werk te laten opknappen. Of zoals ik het vaak zeg: leer het lichaam zelf maar knutselen.”
Discussie