Het Frankenstein Eye Institute in Haifa, Israël, heeft onlangs aangekondigd dat een wetenschappelijk onderzoeksteam voor het eerst een kunstmatig hoornvlies heeft geïmplanteerd dat volledig is gegroeid uit het 3D-printen van menselijke hoornvliescellen in het oog van een juridisch blinde patiënt, en met succes zijn gezichtsvermogen heeft hersteld. Het wordt beschouwd als een belangrijke doorbraak op het gebied van de replicatie van menselijk weefsel.

Eind oktober werd de operatie afgerond. Het team van Rambam werkte samen met Precise Bio, een bedrijf gespecialiseerd in regeneratieve geneeskunde en bioproductie van weefsel. Het gebruikte hoornvlies was niet het traditionele hoornvlies dat door de overledene was geschonken, maar werd door middel van 3D-printtechnologie door gekweekte menselijke levende cellen van het hoornvlies in het laboratorium 'gekweekt' en vervolgens gebruikt voor transplantatie. Dit innovatieve pad betekent dat het tekort aan hoornvliesdonoren naar verwachting in de toekomst zal worden verlicht door productie op laboratoriumschaal.

Schade aan het hoornvlies is wereldwijd een van de belangrijkste oorzaken van blindheid en kan worden veroorzaakt door trauma, infectie of genetische ziekten. Veel patiënten kunnen alleen vertrouwen op een hoornvliestransplantatie om hun gezichtsvermogen terug te krijgen. In sommige ontwikkelde landen is er relatief veel donorweefsel van het hoornvlies, en hoeven patiënten meestal maar een paar dagen te wachten voordat ze een transplantatie krijgen; maar in landen zonder oogbanken en gecentraliseerde managementsystemen moeten patiënten misschien jaren wachten, of zelfs nooit wachten op een geschikt hoornvlies. Zodra laboratoria hoogwaardige hoornvliezen op grote schaal kunnen produceren, zal dit nieuwe hoop bieden aan de miljoenen mensen die het risico lopen op hoornvliesblindheid.

De sleutel tot deze technologie is het ‘amplificatie-effect’: het onderzoeksteam verkreeg cellen uit het hoornvlies die waren gedoneerd door een gezonde overledene, breidde deze uit en kweekte deze in het laboratorium, en bereidde vervolgens het hoornvliesimplantaat voor via een 3D-bioprintproces. Het rapport wees erop dat het laboratorium met slechts één gedoneerd hoornvlies met succes ongeveer 300 hoornvliestransplantaten heeft voorbereid die kunnen worden gebruikt voor transplantatie, waardoor de gebruiksefficiëntie van een enkel gedoneerd weefsel aanzienlijk wordt verbeterd en een realistisch pad wordt geboden om het wereldwijde tekort aan hoornvliesdonoren te verlichten.

3D-geprinte hoornvliezen zijn geen nieuw concept dat van de ene op de andere dag ontstond. Al in 2018 rapporteerde een team van de Universiteit van Newcastle in Groot-Brittannië de voortgang van het onderzoek naar het 3D-printen van menselijke hoornvliezen, en Precise Bio is de afgelopen tien jaar blijven samenwerken met klinische experts om zijn bioprintsysteem geleidelijk te verbeteren en de transformatie ervan naar klinische toepassingen te bevorderen. Deze casus toont duidelijk aan dat geavanceerde technologieën voor regeneratieve geneeskunde vaak jaren of zelfs meer dan tien jaar van verificatie- en regelgevingsprocessen moeten doormaken, van 'proof of concept' in het laboratorium tot het daadwerkelijk bedienen van patiënten in de operatiekamer.

Wat veelbelovender is, is dat relevante bedrijven hebben gezegd dat hun 3D-bioprintplatform niet alleen geschikt is voor het hoornvlies, maar mogelijk ook kan worden uitgebreid om hartweefsel en lever-, nier- en andere orgaangerelateerde celstructuren te printen, wat naar verwachting in de toekomst zal helpen het ernstige onevenwicht tussen vraag en aanbod op de lange termijn op het gebied van orgaantransplantatie op te lossen. Dergelijke toepassingen vereisen echter nog steeds uitgebreide klinische onderzoeken en herziening van de regelgeving, en het zal enige tijd duren voordat ze op grote schaal op de markt worden gebracht. Voor de patiëntengroep die kampt met orgaantekorten geeft dit succesvolle implantatiegeval echter ongetwijfeld een positief signaal af.