La NASA a pochi centimetri dalla stampa di organi artificiali nello spazio

L'astronauta della NASA Jessica Meir utilizza la BioFabrication Facility a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Techshot

Almeno in America 17 persone al giorno muoiono in attesa di un trapianto d'organo. Ma invece di aspettare che un donatore muoia, e se potessimo un giorno far crescere i nostri organi?

La scorsa settimana, sei anni dopo La NASA ha annunciato la sua Vascular Tissue Challenge, una competizione progettata per accelerare la ricerca che un giorno potrebbe portare agli organi artificiali, l'agenzia ha nominato due squadre vincitrici. La sfida richiedeva ai team di creare un tessuto di organi umani denso e vascolarizzato che potesse sopravvivere per 30 giorni.

Le due squadre, denominate Winston e WFIRM, entrambe del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine , ha utilizzato diverse tecniche di stampa 3D per creare tessuto epatico cresciuto in laboratorio in grado di soddisfare tutti i requisiti della NASA e mantenere la loro funzione.

Abbiamo adottato due approcci diversi perché quando guardi i tessuti e la vascolarizzazione, guardi il corpo facendo due cose principali, dice Antonio Atala , capogruppo di WFIRM e direttore dell'istituto.

I due approcci differiscono nel modo in cui si ottiene la vascolarizzazione, ovvero come si formano i vasi sanguigni all'interno del corpo. Uno utilizzava strutture tubolari e l'altro strutture tissutali spugnose per aiutare a fornire nutrienti alle cellule e rimuovere i rifiuti. Secondo Atala, la sfida ha rappresentato un segno distintivo per la bioingegneria perché il fegato, il più grande organo interno del corpo, è uno dei tessuti più complessi da replicare a causa dell'elevato numero di funzioni che svolge.

Tessuto epatico creato dal team Winston per la Vascular Tissue Challenge della NASA.

WAKE FOREST ISTITUTO DI MEDICINA RIGENERATIVA

Quando sei anni fa è uscito il concorso, sapevamo che stavamo cercando di risolvere questo problema da soli, afferma Atala.

Oltre a far progredire il campo della medicina rigenerativa e rendere più facile la creazione di organi artificiali per gli esseri umani che hanno bisogno di trapianti, il progetto potrebbe un giorno aiutare gli astronauti in future missioni nello spazio profondo.

Il concetto di ingegneria dei tessuti esiste da più di 20 anni, afferma Laura Niklason , professore di anestesia e ingegneria biomedica a Yale, ma il crescente interesse per la sperimentazione spaziale sta iniziando a trasformare il campo. Soprattutto perché il mondo sta ora guardando ai viaggi spaziali privati ​​e commerciali, gli impatti biologici della bassa gravità diventeranno sempre più importanti e questo è un ottimo strumento per aiutare a capirlo.

Ma i team vincitori devono comunque superare uno dei maggiori ostacoli nell'ingegneria dei tessuti: far sì che le cose sopravvivano e mantengano la loro funzione per un lungo periodo è davvero impegnativo, afferma Andrea O'Connor , capo dell'ingegneria biomedica presso l'Università di Melbourne, che definisce questo progetto, e altri come ambizioso.

Dotato di un premio in denaro di $ 300.000, il team al primo posto, Winston, avrà presto la possibilità di inviare le sue ricerche alla Stazione Spaziale Internazionale, dove sono già state effettuate ricerche sugli organi simili.

In 2019, l'astronauta Christina Koch ha attivato la BioFabrication Facility (BFF), creata dalla società di ricerca aerospaziale di Greenville, Indiana Techshot per stampare tessuti organici in microgravità.

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Quel progetto di ricerca ha obiettivi simili a quelli della Vascular Tissue Challenge della NASA, afferma Eugenio Boland , il capo scienziato di Techshot. Tranne che al posto della stampa 3D del tessuto epatico, il loro obiettivo è creare tessuto cardiaco trapiantabile nei prossimi 10 anni.

Cosa c'è di diverso nella stampa di organi e tessuti sulla Terra rispetto al farlo nello spazio? Boland ha descritto la differenza nelle tecniche paragonando la meccanica della stampa con Play-Doh alla stampa con il miele.

Quest'anno, il BFF è dovuto per un aggiornamento, uno che Ricco Boling , vicepresidente del progresso aziendale per Techshot, afferma che potrebbe rendere la tecnologia potenzialmente salvavita più adatta per la futura commercializzazione sia nello spazio che sulla Terra. Nei prossimi mesi, tale aggiornamento comporterà l'aggiunta della capacità di stampare con aghi smussati, lo stesso tipo utilizzato per stampare a terra.

Questo è sempre stato, per la maggior parte, fuori dalla Terra, per la Terra. Ci siamo sempre sentiti come se stessimo facendo questo per cose come, ad esempio, la carenza di donatori di organi, ha detto Boling.

Techshot prevede anche un giorno di utilizzare tessuti e organi artificiali per aiutare a curare malattie e persino difetti congeniti.

E gli organi artificiali e i tessuti umani sono solo due delle molte risorse che potrebbero essere richieste nelle future missioni spaziali. Presto, Techshot ha intenzione di entrare Sfida alimentare nello spazio profondo della NASA , che mirerà a sviluppare opzioni alimentari sostenibili per missioni con equipaggio più lungo. L'azienda ritiene che le stesse tecniche di stampa 3D utilizzate nell'ingegneria biomedica potrebbero essere altrettanto utili nella creazione di una fonte di cibo.

Anche se passerà molto tempo prima che gli astronauti possano impiantare tessuti artificiali l'uno nell'altro o masticare i loro hamburger bioingegnerizzati preferiti, la biostampa 3D sta iniziando ad aprire queste possibilità.

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