Forskere har udvundet et biomateriale fra bakterier, og det er særligt velegnet som biomateriale inden for vævsterapi, hvor man ønsker at erstatte tabt væv med noget, der er dyrket i laboratoriet. Det er både billigt, let at lave og besidder alle de kvaliteter, som vi ønsker i et biomateriale til humant brug, siger forsker.
Der sker rigtig meget inden for vævsterapier, hvor man med væv dyrket i laboratoriet forsøger at erstatte noget, som kroppen har mistet.
Det kan være, at folk har mistet et stykke af et organ til kræft eller et stykke af en muskel i en ulykke.
I det tilfælde vil man i fremtiden kunne erstatte det tabte væv med noget nyt, som forskere og læger dyrker uden for kroppen for derefter at sætte det ind som erstatning for det, der mangler.
Forskningen er endda kommet så langt, at det er muligt at bioprinte celler i lag, så man kan efterligne den komplekse lagdelte struktur, der mange gange findes i væv.
Et gennemgående problem i forhold til mulighederne med at komme i mål med ambitionerne inden for området er dog de biomaterialer, der i dag er tilgængelige til at dyrke celler på.
Når man skal dyrke cellerne, skal de voksne på ”noget”, der ikke laver skade på kroppen og helst er bionedbrydeligt, så det kan forsvinde ud af kroppen igen.
Forskere arbejder i dag med dyre og komplekse løsninger, men alt det kan muligvis erstattes af noget, som bakterier kan producere i spandevis.
Det indikerer i hvert fald et nyt studie, hvori forskere har udvundet et særdeles interessant biomateriale fra bakterien Pantoea sp.
Forskningen er offentliggjort i Bioactive Materials.
”Det handler om, at vi mangler et billigt og godt biomateriale vi kan bruge til at lave vævsterapi til at erstatte mistet væv. Med dette studie viser vi ikke bare, at bakterier kan producere sådan et biomateriale, men at vi også kan benytte det til at erstatte manglende muskler hos rotter,” fortæller en af forskerne bag studiet, forskningsleder og lektor Alireza Dolatshahi-Pirouz fra Department of Health Technology ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU).
Bakterier kan producere store mængder biomateriale
Der findes i dag forskellige bud på biomaterialer.
Nogle er syntetiske, elastiske og robuste, men ikke særligt biovenlige. Så er de også hundedyre at producere.
Andre er biovenlige, men ikke særligt robuste og går hurtigt i stykker – også inde i kroppen. Det drejer sig for eksempel om gelatin og andre polysakkarider.
Forskere inden for området vil helst have et biovenligt materiale med de samme egenskaber som de syntetiske, men de skal samtidig være simplere og billigere at producere.
Netop det er kendetegnet det materiale, som Alireza Dolatshahi-Pirouz med sine kollegaer har fundet ud af at udvinde fra bakterier.
Helt præcist har de fundet ud af at udvinde et bioaktivt polysakkarid, som de har navngivet pantoan methacrylate (PAMA).
PAMA er en hydrogel, der både er elastisk, biovenlig og robust. Samtidig er PAMA billigt at producere, da man kan få bakterier til at lave det i store tanke.
”I vores forsøg har vi vist, at PAMA kan nemt blive printet inde i komplekse former, at celler kan vokse på PAMA og differentiere sig til muskelceller, og at PAMA samtidig er meget elastisk. Disse egenskaber er alle sammen meget godt for muskelvævsteknik fordi muskler er meget aktive. Det gør PAMA interessant for at bioprinte celler og for muskelvævsteknik,” forklarer Alireza Dolatshahi-Pirouz.
Erstattet muskler hos rotter
Forskerne er endda gået skridtet videre og har valideret, at PAMA kan erstatte mistet væv.
Det har de gjort i rotter, som havde fået fjernet et stykke af lårmusklen. Efterfølgende satte forskerne PAMA ind i hulrummet i rotternes lår og lod det danne nyt muskelvæv der.
Det viste sig, at PAMA var rigtig godt til netop det.
De rotter, som fik indopereret det kunstige muskelimplantat, dannede dobbelt så mange muskelfibre sammenlignet med rotter, der ikke blev behandlet med kunstigt væv. De behandlede rotter dannede også kun halvt så meget arvæv.
Forskellige undersøgelser af inflammation og andet viste desuden, at kroppen tog godt imod det implanterede PAMA.
”Det indikerer, at PAMA kan være et godt alternativ til syntetisk produktion af biovenlige materialer til at vokse celler på i forbindelse med vævsterapier. Vi har vist, at det kan have et potentiale inden for reparation af muskler, men det er også muligt, at det kan anvendes inden for andre former for vævsterapi, hvor man vil erstatte mistet væv med et kunstigt biomateriale,” siger Alireza Dolatshahi-Pirouz.
