Ученые используют микрогравитацию МКС для научных прорывов в тканевой инженерии

Проект не от мира сего способен изменить будущее тканевой инженерии и трансплантации печени благодаря инновационным исследованиям, которые ученые проводят на борту Международной космической станции.

Под руководством профессора хирургии Калифорнийского университета в Сан-Франциско Тамми Т. Чанга, Лаборатория по тканевой инженерии печени впервые занимается самосборкой тканей человеческой печени в космосе.

Этот процесс может улучшить разработку сложных тканей для использования в медицине на Земле. Стратегии транспортировки этих тканей и результаты экспериментов будут представлены на Клиническом конгрессе Американского колледжа хирургов в 2024 году в Сан-Франциско.

Этот метод использует условия микрогравитации, чтобы устранить ограничения тканевой инженерии на Земле. Например, использование искусственных матриц может изменить функции клеток.

По словам доктора Чанга, в условиях микрогравитации ткани печени получаются более функциональными, чем на Земле. Это поможет создать жизнеспособные имплантаты, которые могут стать альтернативой или дополнением к трансплантации печени.

Инновационный подход к тканевой инженерии

Исследования лаборатории Чанга направлены на изучение самосборки индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) в условиях микрогравитации.

Эти клетки создаются из обычных человеческих клеток, которые перепрограммируют так, чтобы они действовали как эмбриональные стволовые клетки. Это позволяет iPSC превращаться во множество различных типов клеток.

В условиях микрогравитации эти стволовые клетки становятся тканями печени, функционирующими как простая и уменьшенная версия этого органа. В отличие от методов тканевой инженерии на Земле, где используются экзогенные матрицы или культуральные пластины, микрогравитация позволяет клеткам свободно организовываться естественным образом. Благодаря этому получаются более физиологически точные ткани.

Проект включает разработку биореактора под названием «Тканевая сфера». Он предназначен для облегчения самосборки тканей в невесомости и оснащён искусственным кровеносным сосудом. Система обмена средами в биореакторе имитирует кровообращение в тканях человека.

Будущие последствия и достижения в области криоконсервации

Исследовательская группа работает над улучшением методов криоконсервации, чтобы безопасно транспортировать ткани из космоса на Землю.

Следующий этап проекта — тестирование изохорического переохлаждения. Это метод консервации, который сохраняет ткани при низкой температуре без повреждений. Такая технология может продлить срок хранения тканей и в будущем применяться к целым органам.

Наша цель — создать надёжные методы консервации, которые позволят возвращать функциональные ткани на Землю для различных биомедицинских целей: моделирования заболеваний, тестирования лекарств и, в перспективе, терапевтической имплантации, — говорит доктор Чанг.

На фото — биореакторы, собранные и готовые к отправке на МКС в 2025 году

18.10.2024