На Міжнародній космічній станції вчені виростили багато мініатюрних органів. Далі: Печінка. (Автор зображення: NASA через Getty Images)
Мініатюрні печінки полетять на борт Міжнародної космічної станції в майбутньому дослідженні того, чи може мікрогравітація стимулювати ріст здорової тканини з достатнім кровопостачанням.
Це зусилля, яке потенційно може призвести до персоналізованих, вирощених у космосі тканин і органів для використання в операціях з трансплантації, кажуть вчені. У двох майбутніх експериментах дослідники планують перевірити, наскільки добре тканина печінки росте в умовах мікрогравітації, а також випробувати нову технологію, розроблену, щоб зберегти цю тканину живою, але переохолодженою для її подорожі назад на Землю.
«Моя кінцева мета щодо цих тканин, якщо вони роблять те, що ми уявляємо і сподіваємося, що вони зможуть стати за допомогою мікрогравітації, полягає в тому, щоб використовувати ці тканини для терапії», — сказала доктор Теммі Чанг, професор хірургії в Університеті Каліфорнії в Сан-Франциско. За словами Чанга Live Science, тканину можна трансплантувати для лікування різноманітних захворювань і розладів функції печінки.
Вирощувати тканини в лабораторному посуді на Землі може бути складно, частково через те, що гравітація тягне клітини в контакт з дном тарілки чи посуду. Сила тяжіння також піддає клітинам напругу зсуву, тому що, щоб утримувати клітини у підвішеному стані під час їх росту, їх чашу потрібно перемішувати. Зрештою, у природі органи виникають у ембріона, що розвивається, коли він плаває в амніотичній рідині в утробі матері або в рідинній подушці, яку створює яйце.
Ці постійні проблеми з гравітацією змусили дослідників розробити обертові біореактори, які імітують середовище з низькою гравітацією, обертаючись дуже швидко. Це дозволяє тканинам і мініатюрним органам, або «органоїдам», рости в штучних умовах, але ці обертові судини також створюють навантаження на тканини, особливо коли клітинні кластери в них стають більшими.
Чанг і його колеги вважають, що органоїди можуть краще рости в стабільному, високоякісному середовищі мікрогравітації, подібному до того, що спостерігається на Міжнародній космічній станції.
«Ці органоїди, які зазвичай мають розмір 200 мікрон у діаметрі, що становить 0,2 міліметра [0,008 дюйма], зможуть далі організовувати та взаємодіяти один з одним для розвитку більших тканин і, зокрема, васкуляризованих тканин», — сказала Чанг, яка представила своє дослідження на Клінічному конгресі Американського коледжу хірургів 2024 у Сан-Франциско у вівторок (22 жовтня). Васкуляризовані тканини пронизані багатьма кровоносними судинами.
Зображення 1 із 2
На цьому зображенні збільшено органоїд печінки, вирощений всередині тканинної кулі. (Автор зображення: Таммі Т. Чанг, доктор медичних наук, доктор філософії)
Цей пристрій містить кілька тканинних куль, сферичних біореакторів, у яких вирощуватимуться органоїди печінки. (Автор зображення: Таммі Т. Чанг, доктор медичних наук, доктор філософії)
Щоб виростити свої органоїди печінки космічної ери, Чанг та її команда використовують «індуковані плюрипотентні стовбурові клітини», тобто дорослі клітини, перепрограмовані на стовбурові клітини, які можуть давати початок різним видам тканин. Потім дослідники спонукали ці створені стовбурові клітини трансформуватися в клітини печінки та вирощувати клітини в спеціальному сферичному біореакторі під назвою Tissue Orb. Цей кульовий реактор має центральний канал, що імітує кровоносну судину в його центрі. Виховання органоїдів із такою кровоносною системою є ключовим для вирощування більших шматків тканини.
«Наша концепція полягає в тому, що ці органоїди в головній камері можуть об’єднуватися і взаємодіяти з центральним каналом і розвивати більш складну та більшу васкуляризовану тканину», – сказав Чанг.
Майбутній експеримент із печінковою тканиною полетить на МКС на початку 2025 року. Тканини будуть рости на борту станції протягом двох тижнів, а потім будуть зафіксовані — поміщені в консервуючий розчин — для аналізу на Землі. Другий експеримент, який, ймовірно, відбудеться пізніше в 2025 або на початку 2026 року, випробує систему переохолодження для повернення живих тканин на Землю.
Ці мініатюрні печінки – не перші органоїди, вирощені на борту МКС. Дослідники використовують вирощені в космосі органоїди, щоб досліджувати питання, починаючи від того, як старіє мозок, до того, як розвивається рак і реагує на ліки.
Проведення експерименту на борту космічної станції є кульмінацією багаторічної роботи, сказав Чанг: «Дуже захоплююче проводити експеримент на борту МКС».
Ви коли-небудь замислювалися, чому одні люди легше нарощують м’язи, ніж інші, або чому веснянки з’являються на сонці? Надсилайте нам свої запитання про те, як працює людський організм на community@livescience.com із темою «Health Desk Q», і ви можете побачити відповідь на своє запитання на веб-сайті!
ТЕМИ міжнародна космічна станція
Стефані ПаппасСоціальні посилання Навігація Live Science Contributor
Стефані Паппас є письменницею для Live Science, яка охоплює різноманітні теми від геонауки до археології та людського мозку та поведінки. Раніше вона була старшим автором Live Science, але зараз працює фрілансером у Денвері, штат Колорадо, і регулярно пише для Scientific American і The Monitor, щомісячного журналу Американської психологічної асоціації. Стефані отримала ступінь бакалавра психології в Університеті Південної Кароліни та диплом про наукову комунікацію в Каліфорнійському університеті в Санта-Крус.
Sourse: www.livescience.com
