Een interdisciplinair onderzoeksteam van de Universiteit van Minnesota Twin Cities heeft een veelbelovende nieuwe technologie ontwikkeld die de behandeling van ruggenmergletsel ingrijpend kan veranderen. Door de inzet van 3D-printtechnologie, stamcelbiologie en organoïden in het laboratorium, is een methode gecreëerd waarmee beschadigde zenuwbanen kunnen worden omzeild en mogelijk hersteld.
Centraal in de aanpak staat een 3D-geprint raamwerk, een zogeheten ‘organoïde steiger’, dat microscopisch kleine kanalen bevat. Deze worden opgevuld met regio-specifieke spinale neurale progenitorcellen (sNPC's). Deze cellen zijn afgeleid van volwassen menselijke stamcellen en kunnen uitgroeien tot functionele neuronen. Door het nauwkeurig sturen van hun groei binnen het 3D-geprinte raamwerk, kunnen zenuwvezels in een gecontroleerde richting ontwikkelen.
“Met deze methode creëren we als het ware een biologisch geleid kabeltraject dat het beschadigde ruggenmergdeel overbrugt”, licht Guebum Han toe, eerste auteur van het onderzoek en voormalig postdoctoraal onderzoeker in werktuigbouwkunde aan de universiteit.
Getest op proefdieren
De effectiviteit van het systeem is getest in proefdieren met een volledig doorgesneden ruggenmerg. Na transplantatie bleken de cellen uit te groeien tot neuronen die zich zowel richting hoofd (rostraal) als richting staart (caudaal) uitbreidden. Daarbij vormden ze nieuwe verbindingen met bestaande zenuwcircuits. De integratie in het ruggenmergweefsel van de gastheer verliep soepel, wat leidde tot zichtbaar functioneel herstel bij de ratten.
Hoogleraar neurochirurgie Ann Parr, mede-initiatiefnemer van het onderzoek, benadrukt de klinische relevantie van deze doorbraak. “Deze technologie markeert een belangrijk keerpunt in het veld van regeneratieve neurologie. We onderzoeken nu hoe we onze 'mini-ruggenmergen' kunnen doorontwikkelen voor toekomstig gebruik bij patiënten.”
Potentie voor regeneratieve therapieën
Hoewel het nog om fundamenteel onderzoek gaat, toont de aanpak het potentieel van gepersonaliseerde regeneratieve therapieën. Het team zet de volgende stap richting opschaling en klinische validatie, met als doel de behandeling van ruggenmergletsel toekomstbestendig te transformeren.
De resultaten van het onderzoek en de test met de 3D-geprinte ‘steiger’ zijn onlangs gepubliceerd in Advanced Healthcare Materials.
ARC-IM Lumbar Lead
Eerder dit jaar werd bekend dat ONWARD Medical voor het eerst de ARC-IM Lumbar Lead succesvol toegepast heeft bij mensen met een dwarslaesie om het staan, stappen en herstel van de onderste ledematen te ondersteunen. Deze toepassing maakt deel uit van een klinische haalbaarheidsstudie naar neurostimulatie van het ruggenmerg. De Lumbar Lead is het tweede model in de ARC-IM-familie en is specifiek ontworpen voor plaatsing in het lumbale gebied, dat cruciaal is voor het stimuleren van functies zoals lopen en staan
De procedure werd medio maart uitgevoerd door Dr. Jocelyne Bloch van het Universitair Ziekenhuis Lausanne. Dankzij het flexibele ontwerp kon de lead nauwkeurig worden geplaatst. De ARC-IM Lumbar Lead werkt samen met de ONWARD ARC-IM neurostimulator IPG, die gericht elektrische stimulatie toedient via de dorsale wortels van het ruggenmerg.
