NASA o centymetry bliżej drukowania sztucznych narządów w kosmosie

Astronauta NASA Jessica Meir korzysta z BioFabrication Facility na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Strzał techniczny

Przynajmniej w Ameryce 17 osób dziennie umrzeć czekając na przeszczep narządu. Ale zamiast czekać na śmierć dawcy, co by było, gdybyśmy mogli kiedyś wyhodować własne narządy?

W zeszłym tygodniu, sześć lat później NASA ogłosiła wyzwanie dla tkanek naczyniowych, konkurs mający na celu przyspieszenie badań, które mogą kiedyś doprowadzić do powstania sztucznych narządów, agencja wskazała dwie zwycięskie drużyny. Wyzwanie wymagało od zespołów stworzenia grubej, unaczynionej tkanki narządów ludzkich, która mogłaby przetrwać 30 dni.

Dwie drużyny, nazwane Winston i WFIRM, oba z Instytut Medycyny Regeneracyjnej Wake Forest , wykorzystali różne techniki drukowania 3D, aby stworzyć wyhodowaną w laboratorium tkankę wątroby, która spełniłaby wszystkie wymagania NASA i zachowała swoją funkcję.

Przyjęliśmy dwa różne podejścia, ponieważ kiedy patrzysz na tkanki i unaczynienie, patrzysz na ciało, które robi dwie główne rzeczy, mówi Anthony Atala , lider zespołu WFIRM i dyrektor instytutu.

Te dwa podejścia różnią się sposobem, w jaki osiąga się unaczynienie – jak naczynia krwionośne tworzą się w organizmie. Jedna z nich wykorzystywała struktury kanalikowe, a druga gąbczaste struktury tkankowe, aby pomóc w dostarczaniu składników odżywczych do komórek i usuwaniu odpadów. Według Atali wyzwanie stanowiło znak rozpoznawczy dla bioinżynierii, ponieważ wątroba, największy narząd wewnętrzny w ciele, jest jedną z najbardziej złożonych tkanek do replikacji ze względu na dużą liczbę pełnionych przez nią funkcji.

Tkanka wątroby stworzona przez zespół Winstona na potrzeby NASA Vascular Tissue Challenge.

LEŚNY WAKE INSTYTUT MEDYCYNY REGENERACYJNEJ

Kiedy konkurs wyszedł sześć lat temu, wiedzieliśmy, że sami próbujemy rozwiązać ten problem – mówi Atala.

Wraz z postępem w dziedzinie medycyny regeneracyjnej i ułatwieniem tworzenia sztucznych narządów dla ludzi potrzebujących przeszczepów, projekt może pewnego dnia pomóc astronautom w przyszłych misjach kosmicznych.

Koncepcja inżynierii tkankowej istnieje od ponad 20 lat, mówi Laura Niklason , profesor anestezjologii i inżynierii biomedycznej w Yale, ale rosnące zainteresowanie eksperymentami w kosmosie zaczyna zmieniać tę dziedzinę. Zwłaszcza, że ​​świat patrzy teraz na prywatne i komercyjne podróże kosmiczne, biologiczne skutki niskiej grawitacji będą stawały się coraz ważniejsze, a to jest świetne narzędzie pomagające to zrozumieć.

Jednak zwycięskie zespoły nadal muszą pokonać jedną z największych przeszkód w inżynierii tkankowej: zapewnienie przetrwania i utrzymania ich funkcji przez dłuższy czas jest naprawdę trudne, mówi Andrea O’Connor , szef inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie w Melbourne, który nazywa ten projekt, a inni lubią go ambitnym.

Wyposażony w nagrodę pieniężną w wysokości 300 000 dolarów, zespół zajmujący pierwsze miejsce — Winston — wkrótce będzie miał szansę wysłać swoje badania na Międzynarodową Stację Kosmiczną, gdzie podobne badania narządowe już się odbyły.

w 2019, astronauta Christina Koch uruchomiła BioFabrication Facility (BFF), która została stworzona przez firmę badawczą z siedzibą w Greenville w stanie Indiana Strzał techniczny do drukowania tkanek organicznych w mikrograwitacji.

Powiązana historia

Najlepsze miejsca, w których można znaleźć życie pozaziemskie w naszym Układzie Słonecznym, w rankingu Jeśli w pobliżu znajduje się obce życie, gdzie najprawdopodobniej je znajdziemy?

Ten projekt badawczy ma cele podobne do celów NASA Vascular Tissue Challenge, mówi Eugeniusz Boland , główny naukowiec Techshot. Poza tym, że zamiast drukować w 3D tkankę wątroby, ich celem jest stworzenie przeszczepialnej tkanki sercowej w ciągu najbliższych 10 lat.

Czym różni się drukowanie narządów i tkanek na Ziemi od wykonywania tego w kosmosie? Boland opisał różnicę w technikach, porównując mechanikę drukowania za pomocą Play-Doh do drukowania za pomocą miodu.

W tym roku BFF ma zostać ulepszona – taka, która: Bogaty Boling , wiceprezes ds. rozwoju korporacji w firmie Techshot, mówi, że może sprawić, że potencjalnie ratująca życie technologia będzie lepiej dostosowana do przyszłej komercjalizacji zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi. W ciągu najbliższych kilku miesięcy ta aktualizacja obejmie dodanie możliwości drukowania za pomocą tępych igieł — tego samego rodzaju, którego używa się do drukowania z powrotem na ziemi.

To zawsze było w większości poza Ziemią, dla Ziemi. Zawsze czuliśmy, że robimy to z powodu na przykład niedoboru dawców narządów, powiedział Boling.

Techshot przewiduje również, że pewnego dnia użyje sztucznej tkanki i narządów do pomocy w leczeniu chorób, a nawet wad wrodzonych.

A sztuczne organy i tkanki ludzkie to tylko dwa z wielu zasobów, na które mogą być potrzebne przyszłe misje kosmiczne. Wkrótce Techshot planuje wejść NASA Deep Space Food Challenge , którego celem będzie opracowanie zrównoważonych opcji żywnościowych na dłuższe misje z załogą. Firma uważa, że ​​te same techniki drukowania 3D stosowane w inżynierii biomedycznej mogą być równie przydatne w tworzeniu źródła żywności.

Chociaż minie dużo czasu, zanim astronauci będą mogli wszczepiać sobie nawzajem sztuczne tkanki lub połykać swoje ulubione bioinżynieryjne burgery, biodrukowanie 3D zaczyna otwierać te możliwości.

ukryć