A NASA 2016-ban indította el az Érrendszeri Szövet Kihívás (Vascular Tissue Challenge) versenyét, amelyben félmillió dolláros jutalmat kínált fel annak a kutatócsapatnak, amelyiknek sikerül olyan robosztus, tehát legalább egy centiméter vastagságú, érrendszerrel beszőtt emberi szövetet előállítania, amely képes a teljes sejtállományának minimum 85%-át megőrizni és funkcionálni legalább 30 napig. A feltételek között nem határozták meg pontosan, hogy melyik szerv szövetét kell létrehozni, az azonban fontos kitétel volt, hogy a szövetet működő, mesterséges érhálózattal kell ellátni, amely az emberi erekkel analóg módon a szervet tápanyagokkal ellátó funkciót tölt be.

Ez az egyik legnagyobb kihívás a laboratóriumi körülmények között előállított szövetek esetében, akár organoidokról, vagyis mini-szervekről, akár nyomtatott szervekről van szó, mivel az érhálózat olyannyira finom struktúra és olyan jól integrált módon illeszkedik a szövetekbe természetes körülmények között, hogy utánzása nem egyszerű, de annál vitálisabb kérdés. Az élőlények szervezetében az érrendszer a perfúziós folyamatokat látja el, tápanyagokat biztosít a szövetek számára és elszállítja a felesleges anyagokat, ugyanez a feladata a mesterséges szervek esetében is. Amíg csak laboratóriumban kell funkcionálnia egy petricsészében növesztett szervnek, addig van lehetőség az életben tartás más módjaira, de ha a cél a jövőben a valódi szervek kiváltása, akkor a vaszkuláris hálózat létfontosságú lehet.

A NASA versenyének győztesét június 9-én hirdették ki: az első helyezett, a Wake Forest Institute for Regenerative Medicine egy olyan májszövettel győzött, amely 3D nyomtatással készült gélszerű tartószerkezetet és ebben futó apró csatornákat alkalmazott a mintadarab alapjául.

A csatornarendszer az érhálózathoz hasonlóan oxigént és tápanyagokat szállított a májon belül és képes volt az elvárt időtartamig, harminc napig életben tartani a szövetet.

Azt még tudni, hogy pontosan mikor, de a mesterséges máj utódja hamarosan elkészülhet a Nemzetközi Űrállomáson is, ahol az Egyesült Államok Nemzeti Laboratóriumában (U.S. National Laboratory) fogja betölteni legfontosabb szerepét, ezeken a nyomtatott szöveteken tesztelhetik ugyanis az űrbeli sugárzás hatását az emberi szervezetre, emellett azt is könnyebben vizsgálhatóvá teszi hogy a mikrogravitációs környezet milyen változásokat idéz elő a sejtekben.

A mikrogravitáció egyben lehetőséget ad rá, hogy sokkal jobb minőségű szerveket állíthassanak elő a kutatók, mivel az űr (illetve a mikrogravitáció) ideálisabb terep a sejttenyészetek növesztésére, mint a földi laboratóriumok. Kevés olyan dolog van a világon, amelynek az űrben való elkészítése megérné a hatalmas szállítási költségeket, amelybe a fuvarozás még az elmúlt évek csökkenő árai mellett is kerül, de a mesterséges szervek talán ezt a kategóriát képviselhetik. A gravitáció hatása nem előnyös a sejtek növekedése szempontjából, amelyek tartószerkezet híján természetellenes, kevésbé stabil formákba rendeződhetnek, a felfüggesztés viszont megakadályozza, hogy saját útjukat járják. Az űrben ezzel szemben nem hat rájuk a gravitáció lehúzó ereje, így olyan komplex szövetek hozhatóak létre, amelyek a természetes emberi megfelelőikre sokkal jobban hasonlítanak, mind kinézetben, mind funkcióban, a NASA szerint.

Az űrbeli máj a sugárzás elleni védelem fejlesztése mellett itt, a Földön is hasznos segítséget nyújthat a különféle gyógyszerek tesztelésében, és a későbbiekben az is elképzelhető, hogy a nem csak egy centiméteres, hanem teljes méretű verziói már valódi transzplantációra is alkalmasak lesznek. Egy ilyen mesterséges, a páciens saját sejtjeiből kialakított szerv csökkentené a kilökődés kockázatát és egyszerűbb alternatívát jelentene a donor hiány megoldására, mint például egész kiméra állatokat felnevelni a szervek ellátása céljából.

(Fotó: Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, Pixabay)

További cikkek a témában:

Dr. Moreau szigete: az állati kimérák menthetik meg az emberiséget a transzplant-donor hiánytól a jövőben Az orvosok a gén-szerkesztés korában már úgy játszhatnak az embriók strukturálásával, mint a kirakósjátékkal, de vajon milyen formát fognak ölteni a bárány-ember vagy sertés-ember keverékek? És létezik e valamilyen jogi-etikai szabályozás az ügyben?
Emberi bőrszövetből tenyésztett miniatűr májat ültettek patkányokba A Pittsburgh-i Egyetem Orvostudományi Iskola kutatói emberi önkéntesek bőrsejtjeiből teljesen működőképes miniatűr májakat alkottak, amelyeket azután patkányokba ültettek. Sőt rekordot döntöttek, az eddigi két év helyett ugyanis mindössze egy hónap alatt előállították a mesterséges szervet.
Ezt a három dolgot sokkal jobb az űrben gyártani, mint a Földön Ha a jövőben űrvárosok, és űrhotelek épülnek majd távol a Földtől, miért ne nyílhatának gyártósorok is, ahol made in space termékeket dobozolnának az asztronauták?