Wydrukowana na drukarce 3D wątroba przeżyła w laboratoryjnych warunkach 30 dni. To osiągnięcie dwóch zespołów naukowców z Instytutu Medycyny Regeneracyjnej w Wake Forest w Północnej Karolinie zostało nagrodzone w konkursie NASA Vascular Tissue Challenge (Konkurs Tkanek Unaczynionych).
Konkurs organizowany jest od 2016 roku i ma na celu wyłonienie zespołów, które „in vitro stworzą unaczynioną tkankę organu o odpowiedniej grubości w celu postępu badawczego i korzyści dla medycyny podczas długotrwałych misji [kosmicznych] oraz na Ziemi”. Bioinżynierowie z Wake Forest zdobyli dwa miejsca – pierwsze i drugie. Oba zespoły stworzyły działające w laboratoriach wątroby na drukarkach 3D, choć na różne sposoby.
Hodowanie wątroby w laboratorium to trudne zadanie
„Kiedy ogłaszaliśmy to wyzwanie w 2016 roku, nie byliśmy pewni, że w ogóle będzie jakiś zwycięzca. Jeśli dowiemy się kiedyś o przeszczepie sztucznie stworzonego organu, będzie to wyjątkowe wydarzenie i myślę, że konkurs NASA będzie do tego przyczynkiem” – komentuje Jim Reuter z NASA.
Hodowanie organów z pobranych komórek nie jest wcale proste. Pobrać komórki i je namnożyć jest łatwo, ale funkcjonujące organy muszą być zaopatrywane w tlen i składniki odżywcze, muszą też pozbywać się produktów przemiany materii. W żywych organizmach tę rolę spełniają naczynia krwionośne. Niestety, niezmiernie trudno jest odtworzyć je w laboratorium.
Zwycięskie zespoły wykorzystały różne materiały i konstrukcje do stworzenia sieci kanałów i kanalików. Wypełnione były specjalnym żelem, który spełniał funkcje krwi. Oczywiście taki sztuczny odpowiednik naczyń krwionośnych musi spełniać podstawowe z punktu bioinżynierii zadanie – przede wszystkim musi być szczelny.
Zwycięski zespół otrzyma nagrodę w wysokości 300 tysięcy dolarów i możliwość przeprowadzenia badań na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Zdobywcy drugiego miejsca dostaną 100 tysięcy dolarów.
Drukowanie organów dla astronautów i dla pacjentów na Ziemi
Jak wydrukowane organy mogą się przydać w kosmosie? Na Ziemi łatwiej znaleźć dawcę nerki lub wątroby. W kosmosie to nieosiągalne. Jedynym sposobem jest właśnie wyhodowanie organów z pobranych tkanek. I dlatego NASA taką technologię rozwija. Naukowcy przyznają jednak, że jest to wielkie wyzwanie.
„Brak grawitacji, promieniowanie kosmiczne – to wszystko sprawia, że nie wiemy, jak komórki czy tkanki będą się zachowywać” – mówi prof. James Woo z Instytutu Medycyny Regeneracyjnej w Wake Forest. Dodał jednak, że jest optymistą
NASA’s Vascular Tissue Challenge jest częścią programu “Cettennial Challenges” realizowaną wraz z organizacją non-profit New Organ Alliance, która zajmuje się badaniami i rozwojem w dziedzinie medycyny regeneracyjnej. Niezależnie od tego, czy hodowane i drukowane organy przydadzą się w kosmosie, technologia rzecz jasna przyda się także na Ziemi.
Źródło: NASA.