cellula staminale

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Il segreto per produrre grandi lotti di cellule staminali in modo più efficiente potrebbe risiedere nelle condizioni di gravità quasi zero dello spazio. Gli scienziati del Cedars-Sinai hanno scoperto che la microgravità ha il potenziale per contribuire a progressi salvavita sulla Terra facilitando la rapida produzione di massa di cellule staminali.

Un nuovo articolo, condotto da Cedars Sinai e pubblicato sulla rivista peer-review Rapporti sulle cellule staminali, mette in evidenza le opportunità chiave discusse durante il Simposio sulla biofabbricazione nello spazio del 2020 per espandere la produzione di cellule staminali nello spazio.

La bioproduzione, un tipo di produzione di cellule staminali che utilizza materiali biologici come i microbi per produrre sostanze e biomateriali adatti all’uso in applicazioni precliniche, cliniche e terapeutiche, può essere più produttiva in condizioni di microgravità.

“Stiamo scoprendo che il volo spaziale e la microgravità sono un luogo desiderabile per la bioproduzione perché conferiscono una serie di proprietà molto speciali ai tessuti biologici e ai processi biologici che possono aiutare a produrre in massa cellule o altri prodotti in un modo che non saresti in grado di fare. sulla Terra”, ha affermato il biologo delle cellule staminali Arun Sharma, Ph.D., ricercatore e capo di un nuovo laboratorio di ricerca presso il Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute, Smidt Heart Institute e Department of Biomedical Sciences.

“Gli ultimi due decenni hanno visto notevoli progressi nella medicina rigenerativa e progressi esponenziali nelle tecnologie spaziali che consentono nuove opportunità di accesso e commercializzazione dello spazio”, ha affermato.

Secondo il documento Cedars-Sinai, i partecipanti al simposio sullo spazio virtuale di dicembre hanno identificato più di 50 potenziali opportunità commerciali per condurre lavori di bioproduzione nello spazio. I più promettenti rientravano in tre categorie: modellizzazione della malattia, biofabbricazione e prodotti derivati ​​da cellule staminali.

Il primo, la modellazione della malattia, viene utilizzato dagli scienziati per studiare malattie e possibili trattamenti replicando strutture a piena funzionalità, sia utilizzando cellule staminali, organoidi (strutture 3D in miniatura cresciute da cellule staminali umane che assomigliano a tessuti umani) o altri tessuti.

I ricercatori hanno scoperto che una volta che il corpo è esposto a condizioni di bassa gravità per lunghi periodi di tempo, subisce un’accelerazione della perdita ossea e dell’invecchiamento. Sviluppando modelli di malattia basati su questo processo di invecchiamento accelerato, i ricercatori possono comprendere meglio i meccanismi del processo di invecchiamento e la progressione della malattia.

“Non solo questo lavoro può aiutare gli astronauti, ma può anche portarci a produrre strutture ossee o strutture muscolari scheletriche che potrebbero essere applicate a malattie come l’osteoporosi e altre forme di invecchiamento osseo accelerato e atrofia muscolare che le persone sperimentano sulla Terra”, ha affermato Sharma. , che è l’autore corrispondente dell’articolo.

Un altro argomento molto discusso al simposio è stata la biofabbricazione, che utilizza processi di fabbricazione per produrre materiali come tessuti e organi. Una delle principali tecnologie di biofabbricazione è la stampa 3D.

Un grosso problema con la produzione di questi materiali sulla Terra riguarda la densità indotta dalla gravità, che rende difficile l’espansione e la crescita delle cellule. Con l’assenza di gravità e densità nello spazio, gli scienziati sperano di poter utilizzare la stampa 3D per stampare forme e prodotti unici, come organoidi o tessuti cardiaci, in un modo che non può essere replicato sulla Terra.

La terza categoria ha a che fare con la produzione di cellule staminali e la comprensione di come alcune delle loro proprietà fondamentali siano influenzate dalla microgravità. Alcune di queste proprietà includono la potenza, o la capacità di una cellula staminale di rinnovarsi, e la differenziazione, la capacità delle cellule staminali di trasformarsi in altri tipi di cellule.

Comprendere alcuni degli effetti del volo spaziale sulle cellule staminali può potenzialmente portare a modi migliori per produrre un gran numero di cellule in assenza di gravità. Gli scienziati di Cedars-Sinai invieranno cellule staminali nello spazio all’inizio del prossimo anno, in collaborazione con la NASA e un appaltatore privato, Space Tango, per testare se è possibile produrre grandi lotti in un ambiente a bassa gravità.

“Mentre siamo ancora nella fase esplorativa di alcune di queste ricerche, questo non è più nel regno della fantascienza”, ha detto Sharma. “Entro i prossimi cinque anni potremmo vedere uno scenario in cui troviamo cellule o tessuti che possono essere realizzati in un modo che semplicemente non è possibile qui sulla Terra. E penso che sia estremamente eccitante”.


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