Животворящая микрогравитация или почему космос – это перспективное место для выращивания человеческих органов?

Идея создания искусственных органов будоражит умы исследователей уже не одно десятилетие. Между тем, до практического внедрения подобных биоинженерных конструкций еще далеко. Да что там внедрения, хотя бы в лабораторных условиях создать функционирующую почку или сердце является трудноразрешимой задачей. Основной камень преткновения в этом вопросе – построение многослойной структуры в трехмерном пространстве. Сила гравитации постоянно воздействует на образующиеся в лабораторных условиях компоненты ткани, препятствуя их правильному росту, кровоснабжению и иннервации. Использование каркасных направляющих не только не решает вопрос, но и добавляет новые проблемы: слияние тканевых структур с каркасным материалом приводит к нарушению функции, а его удаление становится невозможным. Немаловажным фактом является то, что каркасный материал, являясь генетически чужеродным, повышает вероятность отторжения органа. И от этой точки научно-исследовательская мысль разветвляется на 3 пути:

1. Совершенствование имеющихся подходов тканевой инженерии и 3D-биопритинга (если долго мучиться, что-нибудь получится);
2. Разработка методов ксенотрансплантации (про пересадку свиного сердца слышали?);
3. Приведение к новому знаменателю – минимизировать влияние гравитации и проводить исследования в космических условиях (с надеждой на космические результаты).

Третий путь привел исследователей прямо на Международную космическую станцию, где все предметы находятся в состоянии микрогравитации. В условиях невесомости биологические ткани сохраняют свою пространственную структуру, не нуждаясь в поддерживающих каркасах. Таким образом, под воздействием вводимых нейрогуморальных факторов происходит самосборка и самоорганизация клеток и межклеточного вещества в функционирующую ткань.

Достижениями в этой области может похвастаться российская биотехнологическая компания 3D Bioprinting Solutions, которая первая в мире отправила биопринтер в космос. Исследователи компании не только успешно создали, но и пересадили мышам щитовидную железу, показав перспективность данного направления. Однако в последнее время интересы компании сосредоточены на фудпритинге (биопечати пищевых продуктов из альтернативных источников белка). О причинах смены вектора исследований можно только догадываться.

1. Bulanova, E.A. Bioprinting of a functional vascularized mouse thyroid gland construct / E.A. Bulanova, E.V. Koudan, J. Degosserie et al. // Biofabrication. – 2017. – V. 9. – № 3. – P. 034105.
2. Parfenov, V.A. Magnetic levitational bioassembly of 3D tissue construct in space / V.A. Parfenov, Y.D. Khesuani, S.V. Petrov et al. // Sci Adv. – 2020. – V. 6. – № 29. – P. 4174.

#Давлетова
#Космос
#технологии
#медицина