Regenerativní medicína na palubě ISS

Foto: NASA

Pokroky ve výzkumu kmenových buněk, rozvoj tkáňových čipů a 3D biotisku, pomáhají také ve vývoji nových léků a rozšiřují možnosti v oblasti bioinženýrství lidských orgánů, určených pro transplantaci. Velmi zajímavou součástí této oblasti výzkumu, kterou souhrnně nazýváme regenerativní medicína, je i výzkum, realizovaný na palubě Mezinárodní kosmické stanice, v rámci projektu ISS National Lab.

Ve vesmíru v buňkách dochází k celé řadě změn, například v oblasti buněčné signalizace (tedy způsobu komunikace mezi buňkami) a také buněčné agregace, tedy vzájemnému fyzickému kontaktu mezi buňkami. Tyto změny významným způsobem ovlivňují 3D strukturu buněk a také jejich vzájemnou organizaci ve tkáních. Mění se také zákonitosti pohybu extra i intracelulárních tekutin a také "exprese genů v buňkách". Od sledování těchto změn si vědci slibují zajímavé  poznatky, které nelze získat na Zemi. Navíc, vliv mikrogravitace na geny, buňky a organismy někdy vede ke změnám které mohou vyústit v celou řadu onemocnění, , která vídáme na Zemi. Tak se tedy ISS ukazuje jako skvělá laboratoř pro výzkum vzniku a rozvoje onemocnění, jako jsou např. nemoci srdce, imunity, kostí a svalů a pro vývoj nových druhů jejich léčby. V rámci projektu, který se začal prakticky realizovat v červenci 2016, vědci ze Standfordské univerzity připravili experiment, v rámci kterého, poprvé v historii na palubě Mezinárodní kosmické stanice, astronautka Kate Rubins, aplikovala kmenové buňky do vzorku tkáně, složené ze stahujících se  srdečních buněk.

 

Obr: NASA

Experiment, zkoumající kmenové buňky ve vesmíru je zaměřen na zejména vývoj nových léčebných metod infarktu myokardu a některých dalších onemocnění srdce. Další výzkumný projekt, na kterém vědci pracují, je za pomoci mikrogravitace vyvinout 3D modely plicní tkáně. Projekt ISS National Lab tak nabízí nové možnosti v oblasti výzkumu regenerativní medicíny.V loňském roce Center for the Advancement of Science in Space (CASIS) vyhlásilo "Grand Challenge" na téma  "3D Mikrofyziologické systémy, orgány na čipech" V soutěži zvítězili dva týmy. Jeden z firmy  Micro-gRx a druhý z University of Pittsburgh. Vítězné týmy nyní pracují na přípravě letových experimentů, v rámci kterých vyvíjejí 3D modely, které budou sloužit ke sledování mikrofyziologických procesů, které probíhají ve tkáních.

Foto: AxoSim Technologies

Výše jmenované centrum CASIS také zahájilo spolupráci s výzkumnou firmou AxoSim Technologies, a to za účelem vývoje technologie Nerve-On-A-Chip, technologii, díky které bude možné například lépe studovat mechanismy neurotoxického účinku látek, nastavování léčebných dávek léčiva a mnoho dalších parametrů. Pokroky v buněčné terapii a 3D modelování tkání jsou prvními kroky směrem k porozumění tvorby tkání, nebo dokonce celých orgánů. Překážkou k vytváření tkání je zatím nevyřešený problém, týkající se naší schopnosti uměle vypěstovat také cévní řečiště, které tkáně zásobují živinami a kyslíkem. Proto NASA vyhlásila tzv. NASA Vascular Tissue Challenge  , vítěz které získá 500 000 USD na svůj výzkum. Současně s tím byla vyhlášena cena pro vývoj vědeckého hardware.
A tak kosmický výzkum přispívá v pokroku medicíny, ze kterého budou mít prospěch i pacienti na Zemi.

Zdroj:
http://www.iss-casis.org/NewsEvents/OnStation/tabid/113/ArticleID/250/ArtMID/570/Upward-Volume-2-Issue-1-%e2%80%93-the-quarterly-magazine-of-the-ISS-National-Lab.aspx