Jednym z największych wyzwań medycyny regeneracyjnej jest nie samo wydrukowanie tkanki, lecz odpowiednie rozmieszczenie żywych komórek wewnątrz powstającej struktury. Na Ziemi problemem okazuje się grawitacja, bo podczas przygotowywania bioatramentu komórki stopniowo opadają, przez co w jednych miejscach gromadzi się ich zbyt dużo, a w innych zbyt mało. Tymczasem prawidłowe funkcjonowanie narządów zależy od niezwykle precyzyjnego ułożenia różnych typów komórek.
Grawitacja od lat utrudnia biodruk narządów
Warunki mikrograwitacji panujące na orbicie niemal całkowicie eliminują to zjawisko, pozwalając uzyskać znacznie bardziej równomierną strukturę wydrukowanej tkanki. Podczas misji orbitalna biodrukarka AMP-1 wydrukowała nie tylko tkanki nerek i wątroby, ale również tkanki chrząstki oraz 28 implantów przeznaczonych do regeneracji uszkodzonych nerwów.
Pierwsze takie tkanki w historii
To pierwszy przypadek, gdy podczas jednej misji kosmicznej udało się wytworzyć jednocześnie kilka różnych typów tkanek oraz implanty medyczne przy użyciu jednej autonomicznej platformy produkcyjnej. Jak podkreśla firma Auxilium, eksperyment pokazał, że przyszłe orbitalne laboratoria będą mogły prowadzić seryjną produkcję wielu różnych produktów biomedycznych podczas jednej misji.
Do wydruku wykorzystano komórki oraz projekty biologiczne opracowane przez Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, natomiast Auxilium odpowiadało za technologię umożliwiającą ich produkcję w warunkach mikrograwitacji.
Jak podkreślił dr Anthony Atala, dyrektor Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, pomyślne wydrukowanie żywych tkanek wątroby i nerek na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej to ważny krok naprzód dla medycyny regeneracyjnej, a równie istotnym osiągnięciem było uzyskanie wyjątkowo równomiernego rozmieszczenia komórek wewnątrz wydrukowanych struktur.
Zobacz również:
To jeszcze nie narządy do przeszczepów
Naukowcy studzą jednak oczekiwania, bo wydrukowane struktury są eksperymentalnymi tkankami badawczymi, a nie kompletnymi narządami gotowymi do transplantacji. Próbki wróciły już na Ziemię na pokładzie kapsuły misji AXLM-3, obecnie badacze analizują ich budowę, aby sprawdzić, jak mikrograwitacja wpłynęła na jakość tkanek i rozmieszczenie komórek.
Zdaniem badaczy sukces misji może jednak przyspieszyć rozwój produkcji tzw. organoidów, czyli miniaturowych modeli ludzkich narządów wykorzystywanych do testowania leków i badania chorób. Obecnie organoidy używane podczas eksperymentów kosmicznych powstają na Ziemi i są transportowane na orbitę. Możliwość ich produkcji bezpośrednio w przestrzeni kosmicznej mogłaby znacząco zwiększyć zakres badań prowadzonych na przyszłych komercyjnych stacjach orbitalnych.
Firma Auxilium już przygotowuje swoją technologię do pracy na nowej generacji prywatnych stacji kosmicznych, które w kolejnych latach mają zastąpić Międzynarodową Stację Kosmiczną. W dłuższej perspektywie podobne systemy mogłyby wspierać także przyszłe bazy na Księżycu oraz załogowe misje na Marsa.
