La ricerca spaziale sfrutta la microgravità per produrre nuovi tessuti epatici da usare in clinica
La possibilità di creare nuovi tessuti epatici derivati da cellule staminali, utili per il trapianto di fegato, arriva dallo spazio.
Una ricerca condotta a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (Iss) dal Chang Laboratory for Liver Tissue Engineering, guidato da Tammy T. Chang, professoressa di chirurgia presso l’Università della California, San Francisco, sta infatti sviluppando l’auto-assemblaggio di tessuti epatici umani in orbita terrestre bassa (Leo), cioè un’altitudine inferiore a 1.200 miglia. Un processo che potrebbe migliorare notevolmente lo sviluppo di tessuti complessi per l’uso medico sulla Terra. I primi risultati e il progetto sono stati presentati al Congresso Clinico 2024 dell’American College of Surgeons (Acs) in corso a San Francisco in California (Usa) dal 19 al 22 ottobre.
Un’alternativa al trapianto di fegato
Il nuovo metodo sfrutta l’ambiente unico della microgravità per affrontare le limitazioni delle tecniche attuali di ingegneria tissutale sulla Terra. Per esempio, l’uso di matrici artificiali come struttura su cui le cellule crescono, le quali possono introdurre materiali estranei e alterare la funzione cellulare.
“I nostri risultati indicano che le condizioni di microgravità consentono lo sviluppo di tessuti epatici con una migliore differenziazione e funzionalità rispetto a quelli coltivati sulla Terra” ha affermato Chang. “Questo rappresenta un passo cruciale verso la creazione di impianti di tessuto epatico vitali che potrebbero servire come alternativa o complemento ai trapianti di fegato tradizionali”.
L’aiuto dell’assenza di gravità
La ricerca del Chang Laboratory si concentra sull’auto-assemblaggio di cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) in microgravità. Le iPSC sono create da cellule umane normali riprogrammate per tornare a essere cellule staminali embrionali e quindi “totopotenti”, capaci di trasformarsi in diversi tipi di cellule. Queste cellule staminali sono costruite in tessuti epatici in microgravità che funzionano come un fegato più piccolo e semplice. A differenza dei metodi di ingegneria tissutale terrestri che si basano su matrici esogene o piastre di coltura, la microgravità consente alle cellule di fluttuare liberamente e organizzarsi naturalmente, risultando in tessuti più accurati dal punto di vista fisiologico.
Un componente centrale di questo progetto è lo sviluppo di un bioreattore personalizzato, chiamato “Tissue Orb”, progettato per facilitare l’auto-assemblaggio dei tessuti nell’ambiente privo di peso dello spazio. Il bioreattore include un vaso sanguigno artificiale e uno scambio automatico di mezzi, simulando il processo naturale del flusso sanguigno nei tessuti umani.
Dallo Spazio alla Terra con la crioconservazione
Il team di ricerca sta anche lavorando su tecniche avanzate di crioconservazione per trasportare in sicurezza i tessuti ingegnerizzati dallo Spazio alla Terra. La prossima fase del progetto prevede test sull’isochoric supercooling, un metodo di conservazione che mantiene i tessuti sotto il punto di congelamento senza danneggiarli. Questa tecnologia potrebbe estendere la durata di conservazione dei tessuti ingegnerizzati e potenzialmente essere applicata agli organi interi.
“Il nostro obiettivo è sviluppare tecniche di conservazione robuste che ci permettano di riportare sulla Terra tessuti funzionali, dove possono essere utilizzati per una vasta gamma di applicazioni biomediche, inclusi modelli di malattie, test di farmaci e, in futuro, impianti terapeutici” ha aggiunto Chang.
L’esperimento spaziale del Chang Laboratory è programmato per il lancio a febbraio 2025. Gli autori affermano che la ricerca non solo dimostra il potenziale della microgravità per il progresso dell’ingegneria tissutale, ma pone anche le basi per future innovazioni nella produzione biomedica spaziale.
La ricerca è supportata dalla National science foundation (Nsf) in collaborazione con il Laboratorio nazionale della stazione spaziale internazionale (Issnl) e il Translational Research Institute tramite la Nasa.
Fonte: aboutpharma.com
