Komórki krwi, takie jak erytrocyty czy leukocyty są stale wymieniane na nowe, dostarczane dzięki obecności krwiotwórczych komórek macierzystych ulokowanych w niszach szpiku kostnego. Komórki hematopoetyczne mogą być stosowane do leczenia chorób krwi, jak np. białaczki. W takich przypadkach nieprawidłowe komórki są wymieniane przez komórki macierzyste pobrane od zgodnego dawcy.

Naukowcy, którzy opisują swoją pracę nad tworzeniem sztucznego szpiku w Biomaterials stwierdzają, że największym problemem takiej terapii są ograniczone możliwości hodowli komórek macierzystych. Kultury komórkowe prowadzone in vitro szybko tracą pluripotencjalne zdolności i wcześnie ulegają różnicowaniu na skutek odmiennych warunków środowiska, a wydajność tak prowadzonych hodowli często nie  wystarcza do zastosowań klinicznych. Badawcze postanowili więc dopasować warunki środowiska tak, by były jak najbliższe naturalnym.

Zespół opracował metodę produkcji biofukncjonalnych makroporowatych rusztowań hydrożelowych, które naśladują strukturę beleczek istoty gąbczastej kości (obszar krwiotwórczy). Jako zastępcze składniki komórkowe niszy zastosowano mezenchymalne komórki macierzyste (MSCs) ze szpiku i pępowiny oraz komórki osteoblastopodobne. W obrębie rusztowania wprowadzono również białka podobne do tych występujących naturalnie w szpiku. Odpowiednio spreparowane rusztowanie zostało zanurzone w pożywce zawierającej hematopoetyczne komórki macierzyste wyizolowane z krwi pępowinowej. Zapewniło to odpowiednie rozprowadzenie komórek nie tylko powierzchniowo, ale i przestrzennie.” To, co warto podkreślić, to stosunkowa prostota tej metody: można ją zastosować praktycznie w każdym laboratorium bo zakłada wykorzystanie podstawowych odczynników i wyposażenia laboratoryjnego” mówi prof. dr hab. Wojciech Rzeski (Zakład Wirusologii i Immunologii, Instytut Mikrobiologii i Biotechnologii, UMCS w Lublinie, Zakład Biologii Medycznej Instytut Medycyny Wsi w Lublinie).

Hodowla trwała kilka dni. Analiza z użyciem różnych metod wykazała, że pula komórek krwiotwórczych faktycznie się zwiększyła,  a więc użyte rusztowanie zapewniło warunki do utworzenia sztucznej niszy szpiku kostnego. „Może stanowić dobry model do badania hematopoezy, chorób, testowania nowych leków czy oddziaływań między komórkami. Nie może być oczywiście mowy o wykorzystaniu tych rusztowań jako szpiku do bezpośredniej transplantacji pacjentom, ale, być może, za jakiś czas –realne stanie się użycie ich jako narzędzi do namnażania komórek macierzystych celem późniejszego ich wszczepienia” ocenia prof. Rzeski.

Miejmy nadzieję, że projekt naukowców z Istytutu Maxa Plancka w przyszłości pomoże w  rozwoju terapii chorób krwi.