Projekat „van ovog sveta“ ima potencijal da transformiše budućnost tkivnog inženjeringa i transplantacije jetre kroz inovativna istraživanja sprovedena na Međunarodnoj svemirskoj stanici (ISS).
Predvođena Tammi T. Chang, MD, Ph.D., FACS, profesorom hirurgije na Univerzitetu Kalifornije u San Francisku, Chang laboratorija za inženjerstvo tkiva jetre je pionir u samosastavljanju tkiva ljudske jetre u niskoj Zemljinoj orbiti (LEO)—područje svemira ispod visine od 2000 kilometara.
Ovaj proces bi mogao značajno poboljšati razvoj složenih tkiva za medicinsku upotrebu na Zemlji. Strategije za transport ovih tkiva nazad na Zemlju i relevantni eksperimentalni rezultati predstavljeni su na Kliničkom kongresu Američkog koledža hirurga (ACS) 2024. u San Francisku, Kalifornija.
Ova metoda koristi jedinstveno okruženje mikrogravitacije kako bi se pozabavila ograničenjima trenutnih tehnika inženjeringa tkiva na Zemlji. Na primer, korišćenje veštačkih matrica koje obezbeđuju okvir na kome ćelije rastu može uvesti spoljne materijale i promeniti ćelijsku funkciju.
„Naši nalazi ukazuju na to da uslovi mikrogravitacije omogućavaju razvoj tkiva jetre sa boljom diferencijacijom i funkcionalnošću od onih uzgajanih na Zemlji“, rekao je dr Čang. „Ovo predstavlja kritičan korak ka stvaranju održivih implantata jetrenog tkiva koji bi mogli poslužiti kao alternativa ili dodatak tradicionalnim transplantacijama jetre.“
Istraživanje laboratorije Čang se fokusira na samosastavljanje indukovanih pluripotentnih matičnih ćelija (iPSC) u mikrogravitaciji. Ove početne ćelije su stvorene od normalnih ljudskih ćelija reprogramiranih da deluju kao embrionalne matične ćelije. To znači da se iPSC-ovi mogu promeniti u mnogo različitih tipova ćelija. Ove matične ćelije su ugrađene u tkiva jetre u mikrogravitaciji koje funkcionišu kao manja, jednostavnija jetra.
Za razliku od metoda inženjeringa tkiva vezanih za Zemlju koje se oslanjaju na egzogene matrice ili ploče za kulturu, mikrogravitacija omogućava ćelijama da slobodno lebde i prirodno se organizuju, što rezultira fiziološki preciznijim tkivima.
Centralna komponenta ovog projekta je razvoj prilagođenog bioreaktora, nazvanog „Tissue Orb“, dizajniranog da olakša samosastavljanje tkiva u bestežinskom okruženju svemira. Bioreaktor ima veštački krvni sud i automatsku razmenu medija, simulirajući prirodni proces protoka krvi u ljudskom tkivu.
Istraživački tim takođe radi na naprednim tehnikama krioprezervacije za bezbedan transport projektovanih tkiva iz svemira na Zemlju. Sledeća faza projekta uključuje testiranje izohoričnog superhlađenja, metode očuvanja koja održava tkiva ispod tačke smrzavanja bez oštećenja. Ova tehnologija bi mogla da produži vek trajanja projektovanih tkiva i potencijalno da se primeni na cele organe.
„Naš cilj je da razvijemo robusne tehnike očuvanja koje nam omogućavaju da vratimo funkcionalna tkiva na Zemlju, gde se mogu koristiti za niz biomedicinskih primena, uključujući modeliranje bolesti, testiranje lekova i na kraju, terapeutsku implantaciju“, rekao je dr Čang. .
Eksperiment svemirskih letova u laboratoriji Čang planiran je za lansiranje u februaru 2025. Autori tvrde da istraživanje ne samo da pokazuje potencijal mikrogravitacije za unapređenje inženjeringa tkiva, već i postavlja osnovu za buduće inovacije u svemirskoj biomedicinskoj proizvodnji.
