Hvordan 3D-utskrift lar forskere vokse nye menneskehår
Forskere fra Columbia University har funnet en måte å bruke 3D-utskriftsteknologi til å simulere menneskelig hodebunnshud og dermed la nye menneskehår vokse. De kan deretter transplantere det nye håret til hodebunnen til mennesker som opplever hårtap.
Et stort antall mennesker over hele verden opplever hårtap i en eller annen form, enten på grunn av naturlige årsaker eller som en bivirkning av medisinsk behandling. I mange av disse tilfellene - spesielt hos personer med naturlig hårtap - er prosessen ikke reversibel.
Studier har vist at hårtap kan ha en betydelig effekt på selvbilde og livskvalitet for både kvinner og menn, ettersom de fleste kulturer legger stor vekt på naturlig hår.
Til tross for dette kan behandlingsmuligheter for personer med hårtap være treffende, og noen individer kan kreve mer målrettede inngrep, for eksempel en hårtransplantasjon.
Denne prosedyren innebærer transplantasjon av hårsekkene fra en del av kroppen til en annen. Imidlertid kan nye og mer bærekraftige alternativer for hårvekst nå være i horisonten.
Enkelte nyere undersøkelser har fokusert på å bruke stamceller til å vokse nytt, naturlig menneskehår, men eksperimentene har stolt på å bruke museskinn som "planteplassen" for disse cellene.
For første gang har et team av forskere fra Columbia University Medical Center i New York, NY, utviklet en metode for å dyrke nytt menneskehår. I stedet for å stole på hud, brukte de 3D-utskriftsmetoder.
Forskerne forklarer at deres vellykkede eksperiment var en første på mer enn en måte. Forskere har vært i stand til å dyrke rotte- og musehår uavhengig i laboratoriet, men de har hatt problemer med å oppnå det samme med menneskehår.
“Celler fra rotter og mus får vakre hår. Men av grunner som vi ikke helt forstår, er menneskelige celler resistente, sier medforfatter Angela Christiano, Ph.D.
Plante ‘frøet’ av nytt hår
Christiano og teamet lurte på om de ville være i stand til å stimulere veksten av nytt hår i laboratoriet ved å skape et miljø som ligner det som menneskelige hårceller naturlig opptar.
Deres første forsøk innebar å lage små cellekuler og suspendere dem i væskedråper. Deretter implanterte de disse kulene i mus for å se om håret ville vokse. Forskerne var misfornøyde med denne tilnærmingen fordi selv om noen av de implanterte cellene dannet nytt hår, klarte andre ikke å utvikle seg.
Deretter bestemte teamet seg for å eksperimentere med 3D-utskriftsteknikker for å se om de kunne skape et mikromiljø som etterlignet det naturlige miljøet til hårsekkene. Etterforskerne rapporterer prosessen, så vel som resultatene, i en studiepapir som vises i Naturkommunikasjon.
Christiano og kollegaer endte opp med å lage plastformer med projiserende utvidelser som var en halv millimeter brede.
"Tidligere fabrikasjonsteknikker har ikke vært i stand til å lage slike tynne projeksjoner, så dette arbeidet ble i stor grad tilrettelagt av innovasjoner innen 3D-utskriftsteknologi," forklarer første forfatter Hasan Erbil Abaci.
Deretter klarte forskerne å få menneskelig hud til å vokse rundt formen. De plasserte hårsekkceller som de hadde samlet fra frivillige inne i den, og la til keratinproduserende celler på toppen. Til slutt stimulerte de vekst ved å legge til forskjellige vekstfaktorer.
Denne analysen var vellykket - på ikke mer enn 3 uker genererte cellene hårsekkene i mennesket som var i stand til å begynne å vokse hår.
Forskerne bemerker at denne prosessen fremdeles er langt fra perfekt. Likevel har det potensialet til å etablere en bærekraftig kilde til naturlig hår for transplantasjoner og å gi hår til enhver person som måtte trenge det.
“Dette [vil utvide] tilgjengeligheten av hårgjenoppretting til alle pasienter - inkludert de 30 millioner kvinnene i USA som opplever tynning av håret og unge menn som fortsatt har hårfjerning. Hårgjenopprettingskirurgi ville ikke lenger være begrenset av antall donorhår, sier Christiano.
Forskerne påpeker at voksende menneskehår på denne måten, i laboratoriet, også kan være nyttig i farmasøytisk forskning, noe som gir etterforskere mer frihet til å søke etter eller teste nye medisiner for hårvekst.
"Det vi har vist er at vi i utgangspunktet kan lage en hårfarm: et rutenett av hår som er mønstret riktig og konstruert slik at de kan transplanteres tilbake i den samme pasientens hodebunn."
Angela Christiano, Ph.D.
Mens de fleste av forskerne som deltok i denne studien, erklærte ingen konkurrerende interesser, spesifiserte Angela Christiano og Colin Jahoda at de er grunnleggere av Rapunzel Bioscience, et bioteknologiselskap som investerer i regenerative behandlinger for hår og hud.
