Voor het eerst is menselijk weefsel gekweekt met daarin een structuur van nanodraden. De nanodraden meten de functies van het weefsel op hetzelfde niveau als het weefsel zelf.

Scheikundige Charles M. Lieber aan de Amerikaanse Harvard University ontwikkelde het biologisch-elektronisch systeem. Hij schrijft deze maand in het vakblad Nature Materials dat zijn nieuwe structuur van minuscule nanodraden informatie levert over gekweekt weefsel in drie dimensies.

Hoe drinkbaar is de stijgende zeespiegel?
LEES OOK

Hoe drinkbaar is de stijgende zeespiegel?

Een tekort én een overschot aan water bedreigen tegelijkertijd de menselijke beschaving. Kunnen die de zee ooit drinkbaar maken?

Weefselonderzoek is beperkt tot buitenaf aangebrachte elektroden. Een nadeel is dat de elektroden het weefsel beschadigen en maar weinig informatie geven over het functioneren van weefsel. De nieuwe weefselkweek integreert biologisch weefsel met elektronica en wordt een soort cyberweefsel.

Lieber maakt van nanodraden een driedimensionaal gaasachtig netwerk. De structuur is te vergelijken met de wirwar van draden van een portie spaghetti. In de ruimte tussen de spaghettidraden groeit het biologisch weefsel. Waar de nanodraden elkaar raken, bevinden zich nano-elektroden en nanotransistoren die chemische en elektrische verschillen binnenin het weefsel meten. De nanodraden vergroeien uiteindelijk met het weefsel en samen vormen ze een biologisch-elektronisch weefsel.

Het cyberweefsel biedt vele praktische mogelijkheden. Lieber heeft bijvoorbeeld de structuur in een gekweekt bloedvat aangebracht en daarmee de schommelingen van de zuurgraad zowel binnen als buiten het bloedvat gemeten. Dat komt van pas bij onderzoek naar ontstekingen die veranderingen in de zuurgraad van bloed veroorzaken. Lieber verwacht dat vooral de farmaceutische industrie baat heeft bij zijn biologisch-elektronisch weefsel. Onderzoek naar bijwerkingen en effecten van nieuwe medicijnen kunnen dan in driedimensionaal weefsel plaatsvinden in plaats van op een laagje cellen in een petrischaaltje.

Elske Krikhaar

Afbeelding: Charles. M. Lieber en Daniel S. Kohane