לפרויקט "שלא מהעולם הזה" יש פוטנציאל לשנות את העתיד של הנדסת רקמות והשתלת כבד באמצעות מחקר חדשני שנערך על סיפון תחנת החלל הבינלאומית (ISS).
בהנהגת תמי טי צ'אנג, MD, PhD, FACS, פרופסור לכירורגיה באוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו, מעבדת צ'אנג להנדסת רקמות כבד היא חלוצה בהרכבה עצמית של רקמות כבד אנושיות במסלול נמוך של כדור הארץ (LEO) -; שטח החלל מתחת לגובה של 1,200 מייל. תהליך זה עשוי לשפר באופן משמעותי את התפתחותן של רקמות מורכבות לשימוש רפואי על פני כדור הארץ. אסטרטגיות להובלת רקמות אלו בחזרה לכדור הארץ ותוצאות ניסוי רלוונטיות יוצגו בקונגרס הקליני של המכללה האמריקאית לכירורגים (ACS) 2024 בסן פרנסיסקו, קליפורניה.
שיטה זו ממנפת את הסביבה הייחודית של מיקרו-כבידה כדי לטפל במגבלות של טכניקות הנדסת רקמות קיימות על כדור הארץ. לדוגמה, השימוש במטריצות מלאכותיות המספקות מסגרת שעליה גדלים תאים יכול להכניס חומרים חיצוניים ולשנות את התפקוד התא.
הממצאים שלנו מצביעים על כך שתנאי מיקרו-כבידה מאפשרים התפתחות של רקמות כבד עם בידול ופונקציונליות טובים יותר מאלה המתורבתות על פני כדור הארץ. זה מייצג צעד קריטי לקראת יצירת שתלים ברי קיימא של רקמת כבד שיכולים לשמש כחלופה או תוספת להשתלות כבד מסורתיות".
תמי טי צ'אנג, MD, PhD, FACS, פרופסור לכירורגיה באוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו
גישה חדשנית להנדסת רקמות
המחקר של מעבדת צ'אנג מתמקד בהרכבה עצמית של תאי גזע פלוריפוטנטיים (iPSC) במיקרו-כבידה. תאים ראשוניים אלה נוצרים מתאי אדם רגילים שתוכנתו מחדש לפעול כמו תאי גזע עובריים. המשמעות היא ש-iPSCs יכולים להשתנות לסוגים רבים ושונים של תאים. תאי גזע אלו בנויים לתוך רקמות כבד במיקרו-כבידה שמתפקדות כמו כבד קטן ופשוט יותר. בניגוד לשיטות הנדסת רקמות הקשורות לכדור הארץ המסתמכות על מטריצות אקסוגניות או לוחות תרבית, מיקרו-כבידה מאפשרת לתאים לצוף בחופשיות ולהתארגן באופן טבעי, וכתוצאה מכך רקמות מדויקות יותר מבחינה פיזיולוגית.
מרכיב מרכזי בפרויקט זה הוא פיתוח של ביוריאקטור מותאם אישית, המכונה "כדור רקמות", שנועד להקל על הרכבה עצמית של רקמות בסביבה חסרת המשקל של החלל. הביוריאקטור כולל כלי דם מלאכותי וחילופי מדיה אוטומטיים, המדמים את תהליך זרימת הדם הטבעי של הרקמות האנושיות.
השלכות עתידיות והתקדמות שימור הקפאה
צוות המחקר עובד גם על טכניקות מתקדמות של שימור הקפאה כדי להעביר רקמות מהונדסות מהחלל לכדור הארץ בבטחה. השלב הבא של הפרויקט כולל בדיקת קירור-על איזוחורי, שיטת שימור השומרת על רקמות מתחת לקפיא מבלי לפגוע בהן. טכנולוגיה זו עשויה להאריך את חיי המדף של רקמות מהונדסות ועשויה להיות מיושמת על איברים שלמים.
"המטרה שלנו היא לפתח טכניקות שימור חזקות המאפשרות לנו להחזיר רקמות פונקציונליות לכדור הארץ, שם הן יכולות לשמש למגוון יישומים ביו-רפואיים, כולל מודלים של מחלות, בדיקות תרופות ובסופו של דבר, השתלה טיפולית", אמר ד"ר צ'אנג. .
ניסוי טיסות החלל של מעבדת צ'אנג מתוכנן לשיגור בפברואר 2025. המחברים טוענים שהמחקר לא רק מציג את הפוטנציאל של מיקרו-כבידה לקידום הנדסת רקמות אלא גם מניח את הבסיס לחידושים עתידיים בייצור ביו-רפואי מבוסס חלל.
המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע (NSF) בשיתוף עם המעבדה הלאומית של תחנת החלל הבינלאומית (ISSNL) ומכון המחקר התרגומי באמצעות נאס"א.
מחברים שותפים הם Juan C. Reyna, MD; אנתוני N. Consiglio, PhD; אלן מיידה, BS; מריה סקיי, דוקטורט; ובוריס רובינסקי, דוקטור.
