NASA priartėjo prie dirbtinių organų spausdinimo erdvėje

NASA astronautė Jessica Meir Tarptautinėje kosminėje stotyje naudoja BioFabrication Facility. Techshot

Amerikoje, bent jau 17 žmonių per dieną miršta laukdamas organo persodinimo. Tačiau užuot laukę, kol donoras numirs, kas būtų, jei kada nors galėtume užsiauginti savo organus?

Praėjusią savaitę, po šešerių metų NASA paskelbė savo kraujagyslių audinių iššūkį, konkursą, skirtą paspartinti mokslinius tyrimus, kurie kada nors galėtų baigtis dirbtiniais organais, agentūra įvardijo dvi laimėjusias komandas. Iššūkiui reikėjo komandų sukurti storus, kraujagysles turinčius žmogaus organų audinius, kurie galėtų išgyventi 30 dienų.

Dvi komandos, pavadintos Winstonu ir WFIRM, abi yra iš Wake Forest regeneracinės medicinos institutas , naudojo skirtingus 3D spausdinimo būdus, kad sukurtų laboratorijoje išaugintą kepenų audinį, kuris atitiktų visus NASA reikalavimus ir išlaikytų savo funkcijas.

Mes pasirinkome du skirtingus požiūrius, nes kai žiūrite į audinius ir kraujagysles, žiūrite į kūną, atliekantį du pagrindinius dalykus, sakoma. Anthony Atala , WFIRM komandos vadovas ir instituto direktorius.

Abu metodai skiriasi tuo, kaip pasiekiamas kraujagyslių išsiplėtimas – kaip kraujagyslės formuojasi kūno viduje. Viename iš jų buvo naudojamos vamzdinės struktūros, o kitos - kempinės audinių struktūros, kad padėtų tiekti ląstelėms maistines medžiagas ir pašalinti atliekas. Anot Atalos, iššūkis buvo bioinžinerijos bruožas, nes kepenys, didžiausias vidaus organas kūne, yra vienas sudėtingiausių audinių, kuriuos galima replikuoti dėl daugybės funkcijų, kurias jos atlieka.

Kepenų audinys, kurį sukūrė Winston komanda NASA kraujagyslių audinių iššūkiui.

WAKE FOREST REGENERATYVINĖS MEDICINOS INSTITUTAS

Kai prieš šešerius metus buvo paskelbtas konkursas, žinojome, kad šią problemą bandėme išspręsti patys, – sako Atala.

Kartu su pažanga regeneracinės medicinos srityje ir palengvinant dirbtinių organų kūrimą žmonėms, kuriems reikia transplantacijos, projektas kada nors galėtų padėti astronautams ateities giliosiose kosmose misijose.

Audinių inžinerijos koncepcija egzistuoja daugiau nei 20 metų, sakoma Laura Niklason , Jeilio anestezijos ir biomedicinos inžinerijos profesorius, tačiau augantis susidomėjimas kosmoso eksperimentais pradeda keisti šią sritį. Pasauliui dabar žvelgiant į privačias ir komercines kosmines keliones, mažos gravitacijos biologinis poveikis taps vis svarbesnis, ir tai yra puiki priemonė, padedanti tai suprasti.

Tačiau laimėjusios komandos vis tiek turi įveikti vieną didžiausių audinių inžinerijos kliūčių: pasiekti, kad daiktai išliktų ir ilgą laiką išlaikytų savo funkcijas, yra tikrai sudėtinga, sakoma. Andrea O'Connor , Melburno universiteto biomedicinos inžinerijos skyriaus vadovas, šį projektą ir kiti jį mėgstantys vadina ambicingu.

Pirmąją vietą užėmusi komanda „Winston“, turinti 300 000 USD piniginį prizą, netrukus turės galimybę išsiųsti savo tyrimus į Tarptautinę kosminę stotį, kur jau buvo atlikti panašūs organų tyrimai.

Į 2019 m. astronautė Christina Koch suaktyvino BioFabrication Facility (BFF), kurią sukūrė Greenville, Indianos kosmoso tyrimų bendrovė. Techshot spausdinti organinius audinius mikrogravitacijoje.

Susijusi istorija

Geriausios vietos rasti nežemišką gyvybę mūsų Saulės sistemoje, reitinguojamos Jei netoliese yra ateivių gyvybės, kur greičiausiai ją rasime?

Šio tyrimo projekto tikslai yra panašūs į NASA kraujagyslių audinių iššūkio tikslus Eugenijus Bolandas , Techshot vyriausiasis mokslininkas. Išskyrus 3D spausdinimo kepenų audinį, jų tikslas yra per ateinančius 10 metų sukurti transplantuojamą širdies audinį.

Kuo skiriasi organų ir audinių spausdinimas Žemėje ir kosmose? Bolandas apibūdino technikų skirtumus palygindamas spausdinimo su Play-Doh mechaniką su spausdinimu medumi.

Šiais metais BFF turi būti atnaujintas Turtingas Bolingas , „Techshot“ įmonių pažangos viceprezidentas, teigia, kad potencialiai gyvybę gelbstinčios technologijos gali būti geriau pritaikytos būsimai komercializacijai tiek kosmose, tiek atgal į Žemę. Per ateinančius kelis mėnesius šis atnaujinimas apims galimybę spausdinti bukomis adatomis – tomis pačiomis, kurios naudojamos spausdinant ant žemės.

Tai visada buvo, didžioji dalis, ne Žemėje, Žemei. Visada manėme, kad tai darome dėl, pavyzdžiui, organų donorų trūkumo, sakė Bolingas.

Techshot taip pat numato kada nors panaudoti dirbtinius audinius ir organus, kad padėtų gydyti ligas ir net įgimtus defektus.

Dirbtiniai organai ir žmogaus audiniai yra tik du iš daugelio išteklių, kurių gali prireikti būsimose kosminėse misijose. Netrukus „Techshot“ planuoja įstoti NASA Deep Space Food Challenge , kurios tikslas bus sukurti tvaraus maisto galimybes ilgesnėms įgulos misijoms. Bendrovė mano, kad tie patys 3D spausdinimo metodai, naudojami biomedicinos inžinerijoje, gali būti tokie pat naudingi kuriant maisto šaltinį.

Nors praeis nemažai laiko, kol astronautai galės implantuoti dirbtinius audinius vieni į kitus arba susmulkinti savo mėgstamus bioinžinerinius mėsainius, 3D biospausdinimas pradeda atverti šias galimybes.

paslėpti