NASA tummar närmare att skriva ut konstgjorda organ i rymden

NASA-astronauten Jessica Meir använder BioFabrication Facility ombord på den internationella rymdstationen. Techshot

I Amerika, åtminstone 17 personer om dagen dö i väntan på en organtransplantation. Men istället för att vänta på att en donator ska dö, tänk om vi en dag kunde odla våra egna organ?

Förra veckan, sex år efter NASA tillkännagav sin Vascular Tissue Challenge, en tävling utformad för att påskynda forskning som en dag kan leda till konstgjorda organ, utsåg byrån två vinnande lag. Utmaningen krävde team att skapa tjock, vaskulariserad mänsklig organvävnad som kunde överleva i 30 dagar.

De två lagen, som heter Winston och WFIRM, båda från Wake Forest Institute for Regenerative Medicine , använde olika 3D-utskriftstekniker för att skapa labbodlad levervävnad som skulle tillfredsställa alla NASA:s krav och bibehålla deras funktion.

Vi tog två olika tillvägagångssätt eftersom när man tittar på vävnader och vaskularitet, så ser man på kroppen som gör två huvudsakliga saker, säger Anthony Atala , teamledare för WFIRM och direktör för institutet.

De två tillvägagångssätten skiljer sig åt i hur vaskularisering - hur blodkärl bildas inuti kroppen - uppnås. En använde rörformiga strukturer och den andra svampiga vävnadsstrukturer för att hjälpa till att leverera cellnäring och ta bort avfall. Enligt Atala representerade utmaningen ett kännetecken för bioteknik eftersom levern, det största inre organet i kroppen, är en av de mest komplexa vävnaderna att replikera på grund av det stora antalet funktioner den utför.

Levervävnad skapad av team Winston för NASA:s Vascular Tissue Challenge.

WAKE FOREST INSTITUT FÖR REGENERATIV MEDICIN

När tävlingen kom ut för sex år sedan visste vi att vi hade försökt lösa det här problemet på egen hand, säger Atala.

Tillsammans med att utveckla området för regenerativ medicin och göra det lättare att skapa konstgjorda organ för människor som behöver transplantationer, skulle projektet en dag kunna hjälpa astronauter på framtida rymduppdrag.

Konceptet med vävnadsteknik har funnits i mer än 20 år, säger Laura Niklason , professor i anestesi och biomedicinsk teknik vid Yale, men det växande intresset för rymdbaserade experiment börjar förändra området. Särskilt när världen nu tittar på privata och kommersiella rymdresor, kommer de biologiska effekterna av låg gravitation att bli allt viktigare, och det här är ett bra verktyg för att hjälpa till att förstå det.

Men de vinnande lagen måste fortfarande övervinna ett av de största hindren inom vävnadsteknik: Att få saker att överleva och behålla sin funktion under en längre period är verkligen utmanande, säger Andrea O'Connor , chef för biomedicinsk teknik vid University of Melbourne, som kallar detta projekt, och andra gillar det ambitiöst.

Utrustat med ett kontantpris på $300 000 kommer förstaplatsen – Winston – snart att ha en chans att skicka sin forskning till den internationella rymdstationen, där liknande organforskning redan har ägt rum.

I 2019, astronaut Christina Koch aktiverade BioFabrication Facility (BFF), som skapades av det Greenville, Indiana-baserade flygforskningsföretaget Techshot att skriva ut organiska vävnader i mikrogravitation.

Relaterad berättelse

De bästa platserna att hitta utomjordiskt liv i vårt solsystem, rankad Om det finns främmande liv i närheten, var är det troligast att vi hittar det?

Det forskningsprojektet har mål som liknar NASA:s Vascular Tissue Challenge, säger Eugene Boland , Techshots chefsforskare. Förutom istället för att 3D-printa levervävnad, är deras mål att skapa transplanterbar hjärtvävnad någon gång under de kommande 10 åren.

Vad är annorlunda med att skriva ut organ och vävnader på jorden jämfört med att göra det i rymden? Boland beskrev skillnaden i tekniker genom att likna mekaniken i att trycka med Play-Doh med att trycka med honung.

I år ska BFF göra en uppgradering – en sån Rich Boling , vice VD för företagsutveckling för Techshot, säger kan göra den potentiellt livräddande tekniken bättre lämpad för framtida kommersialisering både i rymden och tillbaka på jorden. Under de närmaste månaderna kommer den uppgraderingen att innebära att man lägger till möjligheten att skriva ut med trubbiga nålar – samma typ som används för att skriva ut tillbaka på marken.

Detta har alltid varit, för det mesta, utanför jorden, för jorden. Vi har alltid känt att vi gör det här för saker som till exempel bristen på organdonatorer, sa Boling.

Techshot föreställer sig också en dag att använda konstgjord vävnad och organ för att behandla sjukdomar och till och med medfödda defekter.

Och konstgjorda organ och mänskliga vävnader är bara två av många resurser som kan efterfrågas vid framtida rymduppdrag. Snart planerar Techshot att gå in NASA:s Deep Space Food Challenge , vilket kommer att syfta till att utveckla hållbara matalternativ för längre besättningsuppdrag. Företaget tror att samma 3D-utskriftstekniker som används inom biomedicinsk teknik kan vara lika användbara för att skapa en matkälla.

Även om det kommer att ta lång tid innan astronauter kan implantera konstgjorda vävnader i varandra eller äta ner sina favorit-biokonstruerade hamburgare, börjar 3D-bioprinting öppna upp dessa möjligheter.

Dölj