La NASA está cada vez más cerca de imprimir órganos artificiales en el espacio

La astronauta de la NASA Jessica Meir utiliza la instalación de biofabricación a bordo de la Estación Espacial Internacional. Disparo técnico

En América, al menos 17 personas al día morir esperando un trasplante de órgano. Pero en lugar de esperar a que muera un donante, ¿qué pasaría si algún día pudiéramos hacer crecer nuestros propios órganos?

La semana pasada, seis años después La NASA anunció su Vascular Tissue Challenge, una competencia diseñada para acelerar la investigación que algún día podría conducir a órganos artificiales, la agencia nombró a dos equipos ganadores. El desafío requería que los equipos crearan tejido de órganos humanos grueso y vascularizado que pudiera sobrevivir durante 30 días.

Los dos equipos, llamados Winston y WFIRM, ambos de la Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa , utilizó diferentes técnicas de impresión 3D para crear tejido hepático cultivado en laboratorio que satisficiera todos los requisitos de la NASA y mantuviera su función.

Tomamos dos enfoques diferentes porque cuando miras los tejidos y la vascularidad, miras el cuerpo haciendo dos cosas principales, dice antonio atala , jefe de equipo de WFIRM y director del instituto.

Los dos enfoques difieren en la forma en que se logra la vascularización, es decir, cómo se forman los vasos sanguíneos dentro del cuerpo. Uno usó estructuras tubulares y el otro estructuras de tejido esponjoso para ayudar a entregar nutrientes celulares y eliminar los desechos. Según Atala, el desafío representó un sello distintivo para la bioingeniería porque el hígado, el órgano interno más grande del cuerpo, es uno de los tejidos más complejos de replicar debido a la gran cantidad de funciones que realiza.

Tejido hepático creado por el equipo Winston para el Vascular Tissue Challenge de la NASA.

INSTITUTO WAKE FOREST DE MEDICINA REGENERATIVA

Cuando salió la competencia hace seis años, sabíamos que habíamos estado tratando de resolver este problema por nuestra cuenta, dice Atala.

Además de avanzar en el campo de la medicina regenerativa y facilitar la creación de órganos artificiales para humanos que necesitan trasplantes, el proyecto algún día podría ayudar a los astronautas en futuras misiones al espacio profundo.

El concepto de ingeniería de tejidos existe desde hace más de 20 años, dice Laura Niklason , profesor de anestesia e ingeniería biomédica en Yale, pero el creciente interés en la experimentación espacial está comenzando a transformar el campo. Especialmente ahora que el mundo está considerando los viajes espaciales privados y comerciales, los impactos biológicos de la baja gravedad serán cada vez más importantes, y esta es una gran herramienta para ayudar a comprender eso.

Pero los equipos ganadores aún deben superar uno de los mayores obstáculos en la ingeniería de tejidos: lograr que las cosas sobrevivan y mantengan su función durante un período prolongado es realmente un desafío, dice Andrea O'Connor , jefe de ingeniería biomédica de la Universidad de Melbourne, quien califica de ambicioso este proyecto y otros similares.

Equipado con un premio en efectivo de $ 300,000, el equipo del primer lugar, Winston, pronto tendrá la oportunidad de enviar su investigación a la Estación Espacial Internacional, donde ya se ha llevado a cabo una investigación de órganos similar.

En 2019, la astronauta Christina Koch activó el BioFabrication Facility (BFF), que fue creado por la compañía de investigación aeroespacial con sede en Greenville, Indiana Disparo técnico para imprimir tejidos orgánicos en microgravedad.

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Ese proyecto de investigación tiene objetivos similares a los del Vascular Tissue Challenge de la NASA, dice eugenio boland , científico jefe de Techshot. Excepto que en lugar de imprimir tejido hepático en 3D, su objetivo es crear tejido cardíaco trasplantable en algún momento de los próximos 10 años.

¿Qué tiene de diferente imprimir órganos y tejidos en la Tierra en comparación con hacerlo en el espacio? Boland describió la diferencia en las técnicas al comparar la mecánica de imprimir con Play-Doh con la de imprimir con miel.

Este año, el BFF debe recibir una actualización, una que Boling rico , vicepresidente de avances corporativos de Techshot, dice que puede hacer que la tecnología que puede salvar vidas sea más adecuada para la comercialización futura tanto en el espacio como en la Tierra. En los próximos meses, esa actualización implicará agregar la capacidad de imprimir con agujas romas, del mismo tipo que se usa para imprimir en el suelo.

Esto siempre ha sido, en su mayor parte, fuera de la Tierra, para la Tierra. Siempre hemos sentido que estamos haciendo esto por cosas como, por ejemplo, la escasez de donantes de órganos, dijo Boling.

Techshot también prevé algún día usar tejidos y órganos artificiales para ayudar a tratar enfermedades e incluso defectos congénitos.

Y los órganos artificiales y los tejidos humanos son solo dos de los muchos recursos que pueden tener demanda en futuras misiones espaciales. Pronto, Techshot planea ingresar Desafío de alimentos en el espacio profundo de la NASA , cuyo objetivo será desarrollar opciones alimentarias sostenibles para misiones tripuladas más largas. La empresa cree que las mismas técnicas de impresión 3D que se utilizan en la ingeniería biomédica podrían ser igual de útiles para crear una fuente de alimento.

Aunque pasará mucho tiempo antes de que los astronautas puedan implantarse tejidos artificiales entre sí o comer sus hamburguesas favoritas creadas con bioingeniería, la bioimpresión 3D está comenzando a abrir esas posibilidades.

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