NASA komt dichter bij het printen van kunstmatige organen in de ruimte

NASA-astronaut Jessica Meir gebruikt de BioFabrication-faciliteit aan boord van het internationale ruimtestation. Techshot

In Amerika tenminste 17 personen per dag sterven in afwachting van een orgaantransplantatie. Maar in plaats van te wachten tot een donor sterft, wat als we op een dag onze eigen organen zouden kunnen laten groeien?

Vorige week, zes jaar later NASA heeft zijn Vascular Tissue Challenge aangekondigd, een wedstrijd bedoeld om onderzoek te versnellen dat ooit zou kunnen leiden tot kunstmatige organen, noemde het bureau twee winnende teams. De uitdaging vereiste teams om dik, gevasculariseerd menselijk orgaanweefsel te creëren dat 30 dagen zou kunnen overleven.

De twee teams, genaamd Winston en WFIRM, beide uit de Wake Forest Instituut voor Regeneratieve Geneeskunde , gebruikte verschillende 3D-printtechnieken om in het laboratorium gekweekt leverweefsel te creëren dat aan alle eisen van NASA zou voldoen en hun functie zou behouden.

We hebben twee verschillende benaderingen gevolgd, want als je naar weefsels en bloedvaten kijkt, kijk je naar het lichaam dat twee belangrijke dingen doet, zegt Anthony Atala , teamleider voor WFIRM en directeur van het instituut.

De twee benaderingen verschillen in de manier waarop vascularisatie - hoe bloedvaten zich in het lichaam vormen - wordt bereikt. De ene gebruikte buisvormige structuren en de andere sponsachtige weefselstructuren om celvoedingsstoffen te leveren en afval te verwijderen. Volgens Atala was de uitdaging een kenmerk van bio-engineering omdat de lever, het grootste interne orgaan in het lichaam, een van de meest complexe weefsels is om te repliceren vanwege het grote aantal functies dat het vervult.

Leverweefsel gemaakt door team Winston voor de Vascular Tissue Challenge van NASA.

WAKE FOREST INSTITUTE VOOR REGENERATIEVE GENEESKUNDE

Toen de wedstrijd zes jaar geleden uitkwam, wisten we dat we dit probleem alleen hadden proberen op te lossen, zegt Atala.

Naast het bevorderen van het gebied van regeneratieve geneeskunde en het gemakkelijker maken om kunstmatige organen te maken voor mensen die transplantaties nodig hebben, zou het project op een dag astronauten kunnen helpen bij toekomstige deep-space-missies.

Het concept van tissue engineering bestaat al meer dan 20 jaar, zegt Laura Niklason , een professor in anesthesie en biomedische technologie aan Yale, maar de groeiende belangstelling voor experimenten in de ruimte begint het veld te transformeren. Vooral omdat de wereld nu kijkt naar particuliere en commerciële ruimtevaart, zullen de biologische effecten van lage zwaartekracht steeds belangrijker worden, en dit is een geweldig hulpmiddel om dat te helpen begrijpen.

Maar de winnende teams moeten nog steeds een van de grootste hindernissen in weefseltechnologie overwinnen: dingen laten overleven en hun functie over een langere periode behouden, is echt een uitdaging, zegt Andrea O'Connor , hoofd biomedische technologie aan de Universiteit van Melbourne, die dit project en anderen als ambitieus noemt.

Uitgerust met een geldprijs van $ 300.000, krijgt het team dat op de eerste plaats staat, Winston, binnenkort de kans om zijn onderzoek naar het internationale ruimtestation ISS te sturen, waar al soortgelijk orgelonderzoek heeft plaatsgevonden.

In 2019, astronaut Christina Koch activeerde de BioFabrication Facility (BFF), die is gemaakt door het in Greenville, Indiana gevestigde ruimtevaartonderzoeksbedrijf Techshot om organische weefsels in microzwaartekracht te printen.

Verwant verhaal

De beste plaatsen om buitenaards leven in ons zonnestelsel te vinden, gerangschikt Als er buitenaards leven in de buurt is, waar zullen we het dan waarschijnlijk vinden?

Dat onderzoeksproject heeft doelen die vergelijkbaar zijn met die van NASA's Vascular Tissue Challenge, zegt Eugene Boland , de hoofdwetenschapper van Techshot. Behalve in plaats van het 3D-printen van leverweefsel, is hun doel ergens in de komende 10 jaar transplanteerbaar hartweefsel te creëren.

Wat is er anders aan het printen van organen en weefsels op aarde dan in de ruimte? Boland beschreef het verschil in technieken door de mechanica van het printen met Play-Doh te vergelijken met het printen met honing.

Dit jaar is de BFF toe aan een upgrade - een die Rijke Boling , vice-president bedrijfsontwikkeling voor Techshot, zegt dat de potentieel levensreddende technologie mogelijk beter geschikt is voor toekomstige commercialisering, zowel in de ruimte als op aarde. In de komende maanden omvat die upgrade de mogelijkheid om af te drukken met stompe naalden - dezelfde soort die wordt gebruikt om op de grond af te drukken.

Dit is altijd voor het grootste deel van de aarde geweest, voor de aarde. We hebben altijd het gevoel gehad dat we dit doen voor zaken als het tekort aan orgaandonoren, zegt Boling.

Techshot voorziet ook dat op een dag kunstmatig weefsel en organen zullen worden gebruikt om ziekten en zelfs aangeboren afwijkingen te helpen behandelen.

En kunstmatige organen en menselijke weefsels zijn slechts twee van de vele bronnen die nodig kunnen zijn voor toekomstige ruimtemissies. Binnenkort is Techshot van plan om mee te doen NASA's Deep Space Food Challenge , die tot doel heeft duurzame voedselopties te ontwikkelen voor missies met een langere bemanning. Het bedrijf denkt dat dezelfde 3D-printtechnieken die worden gebruikt in de biomedische technologie net zo nuttig kunnen zijn bij het creëren van een voedselbron.

Hoewel het nog lang zal duren voordat astronauten kunstmatige weefsels in elkaar kunnen implanteren of hun favoriete bio-engineered hamburgers kunnen eten, begint 3D-bioprinting die mogelijkheden te openen.

zich verstoppen