La BioFabrication Fa cility (BFF) della NASA viene lanciata oggi: utilizzerà la microgravità per far crescere il tessuto cardiaco nello spazio

La funzione della BioFabricazione della NASA viene lanciata oggi: utilizzerà la microgravità per far crescere il tessuto cardiaco nello spazio

“Scegliamo di andare sulla Luna!” Ne abbiamo sentito abbastanza nelle ultime settimane, insieme a celebrazioni negli Stati Uniti e copertura stampa in tutto il mondo per commemorare un giorno speciale nella vita delle persone: quando 50 anni fa la missione Apollo 11 mandò il primo uomo sulla Luna. Ma il famoso slogan del presidente John F. Kennedy fu consegnato circa sette anni prima di quella missione di successo, sette anni prima che Neil Armstrong mettesse il piede sinistro sulla Luna rocciosa, dimostrando che la preparazione e la dedizione possono fare la differenza per l’umanità. Lo stesso vale per altri settori innovativi, come la bioprinting. Se gli scienziati saranno mai in grado di sviluppare organi funzionali, potrebbe volerci del tempo e molto lavoro per raggiungerci. Oggi molti ricercatori stanno lavorando con bioprinter 3D nel tentativo di produrre organi umani ma stanno affrontando alcune sfide. Quindi, se prendessimo la gravità fuori dall’equazione?

Con il fornitore di carichi commerciali della NASA SpaceX che ha lanciato la sua 18a missione di rifornimento alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) mercoledì 24 luglio, ci sono state alcune attività di pre-lancio. Su Martedì, Gene Boland, chief scientist di Techshot , e Ken Chiesa, chief executive officer di nScrypt , hanno discusso la BioFabrication Fa cility (BFF) , che è stato progettato per la stampa dei tessuti di organi simili in condizioni di microgravità e farà parte dei 5.000 chili di il carico si è diretto alla ISS questa settimana. Navicella spaziale Dragon di Space X.sarà riempito con rifornimenti per gli astronauti e carichi utili tra cui materiali critici che supporteranno dozzine delle oltre 250 indagini scientifiche e di ricerca in corso che saranno condotte durante la Spedizione 60 e oltre. Alcuni di essi avranno un impatto diretto sulla vita delle persone qui sulla Terra, mentre altri sosterranno i piani di esplorazione della Luna su Marte della NASA .

“Abbiamo in programma di utilizzare la BFF in orbita per stampare cellule (matrici extracellulari), farle crescere e farle maturare in modo tale che quando ritornano sulla Terra possiamo incontrare una forza cardiaca quasi piena. Un tessuto di queste dimensioni non è mai stato coltivato qui, per non parlare della microgravità, quindi quando ci incontreremo di nuovo in circa 45 giorni, ti faremo sapere cosa è successo, aiuta la Chiesa in un ” NASA Social , What is on Briefing scientifico del Board presso il Kennedy Space Center dell’agenzia a Port Canaveral, in Florida, dove si sono svolte molte attività di pre-lancio.

The BioFabrication Facility (BFF)

Il BFF è un trampolino di lancio in un piano a lungo termine per fabbricare interi organi umani nello spazio usando raffinate tecniche di stampa 3D biologica. Quindi, come funziona? La microgravità fornisce una potenziale terza soluzione per la stampa di strutture organiche complesse, poiché la gravità minima elimina la necessità di strutture di ponteggi per supportare forme di tessuto complesse. Il BFF ha tre moduli separati, la stampa delle celle avviene sul lato sinistro della macchina, mentre il pezzo superiore è un’unità separata in cui il materiale stampato viene incubato. Viene utilizzato in combinazione con cassette Techshot esistenti per bioreattore, che trattengono i tessuti stampati per diverse settimane dopo la stampa iniziale, consentendo ai tessuti di formarsi in modo coesivo a livello cellulare. Durante questo periodo di incubazione, le cassette sono alloggiate all’interno del Techshot Advanced Space Experiment Processor (ADSEP). Infine, è il processo di maturazione che trasforma un costrutto in un tessuto.

“Sappiamo che SpaceX ha un ottimo veicolo di lancio e di ritorno, ma purtroppo non è un veicolo di ritorno morbido, quindi quello che dobbiamo fare è incubare le celle per un po ‘nello spazio. Ciò significa che condizioneremo il biomateriale stampato chimicamente, meccanicamente ed elettricamente. Questi tre segnali trasformeranno un costrutto di bioprinting in un tessuto, perché ciò che esce da una bioprinter non è un tessuto, non sarà mai un tessuto, sarà solo un costrutto perché stiamo solo mettendo giù i mattoni e quindi abbiamo bisogno fare un passo indietro e lasciare che la biologia faccia quello che fa “, ha spiegato Boland.

“Intelligente come pensiamo di essere, la biologia sarà sempre più intelligente. Ed è quello che farà il nostro bioreattore, posiziona quegli spunti dove e quando sono necessari e per il tempo necessario affinché possiamo riportare i tessuti sulla Terra e osservare cosa succede. Il nostro obiettivo è quello di ottenere un tessuto che abbia uno spessore di oltre un centimetro (oltre 10 volte quello che possiamo stampare oggi sul terreno) e riteniamo che la microgravità sarà la chiave per costruirlo senza dover usare una struttura esterna ,” Lui continuò.

La Chiesa afferma di sperare che un tessuto cardiaco battente tornerà sulla Terra dal BFF nello spazio. Ma perché il tessuto cardiaco e non il tessuto muscolare? Secondo gli esperti, il cuore è “una pompa abbastanza semplice” e la maggior parte del team di Boland ha un background cardiovascolare, quindi è stata una progressione naturale lavorare con questo specifico tipo di tessuto.

Ken Church, CEO di nScrypt

“Alla fine pensiamo che stamperemo un cuore, è davvero dove stiamo andando. Ma l’attrezzatura è davvero pronta per affrontare i tessuti in generale, quindi se stai facendo esperimenti di ingegneria dei tessuti e vuoi provarli nello spazio, dai il benvenuto al tuo nuovo migliore amico! ”Ha detto Church.

Il BFF sta facendo un viaggio di sola andata nello spazio per un bel po ‘. Le prime cassette (che trattengono i tessuti stampati per diverse settimane dopo la stampa iniziale) torneranno sulla Terra sul SpaceX 18, il che significa che alla fine di agosto. Successivamente, gli scienziati li terranno in laboratorio e faranno test meccanici e chimici, oltre ad analizzare come il tessuto si confronta con il tessuto nativo cresciuto sul terreno. Entrambi gli esperti hanno suggerito che in passato sono stati fatti molti esperimenti con le cellule staminali nello spazio, e per lo più le cellule staminali non si comportano come sulla Terra.

Gene Boland, capo scienziato di Techshot

“Vogliamo sapere se possiamo forzare le cellule a fare ciò che vogliamo che facciano nei nostri bioreattori. Crediamo che saremo in grado, ma fino a quando non saranno tornati in laboratorio, non lo sapremo. Abbiamo feedback e sensori nel nostro sistema, quindi sapremo cosa stanno facendo lassù, ma fino a quando non li rimetteremo nelle nostre mani non lo sapremo per certo ”, ha continuato Boland.

La navicella spaziale Dragon di SpaceX porta la scienza all’ISS e riporta i campioni sperimentali a casa per l’analisi. Secondo la NASA, uno dei prossimi punti salienti è che la ISS è aperta agli affari commerciali. Tradizionalmente, il laboratorio multidisciplinare della ISS si è concentrato sulla ricerca, ma c’è un grande interesse per l’uso commerciale della stazione spaziale e l’uso dello spazio in generale, motivo per cui l’agenzia ha fatto grandi passi per stabilire una politica per l’uso commerciale di l’ISS, che include il modo in cui gli astronauti della NASA possono essere coinvolti, nonché i prezzi e l’allocazione. Pete Hasbrook, direttore della NASAL’International Science Station del Programma della Stazione Spaziale, ha detto martedì che esiste un’opportunità per destinazioni nell’orbita terrestre bassa (LEO), per un modulo da collegare all’ISS, così come moduli a volo libero, astronauti privati, produzione nello spazio , nuove strutture, sviluppo di laboratorio e persino le esigenze a lungo termine della NASA per LEO. L’ISS è un grande sostenitore dello sviluppo dell’esplorazione, principalmente nella ricerca e tecnologia umana, dimostrando che c’è molto spazio per gli sforzi di stampa 3D per crescere nello spazio.

Ken Shields, direttore operativo dell’ISS National Laboratory statunitense, ha anche discusso del lavoro del laboratorio nel far progredire la scienza nello spazio e sviluppare collaborazioni che guidano l’industrializzazione.

“Il business è in forte espansione sulla ISS e in particolare sul National Lab, il 70 percento dei payload lanciati sulla ISS con SpaceX 18 proviene dal settore privato. Ciò significa che stiamo assistendo a molte tendenze positive, in quanto riguardano la ricerca e lo sviluppo sulla stazione che avrà sempre una casa con il laboratorio nazionale ISS in quanto porta benefici all’umanità. Questa particolare missione è una grande rappresentazione delle tendenze che stiamo vedendo, in particolare la diversità delle applicazioni nella microgravità ”, ha suggerito Shields.

Il tronco non pressurizzato di Dragon porterà in orbita la ricerca, attraccando alla stazione spaziale venerdì 26 luglio e sarà accolto dagli astronauti della NASA Nick Hague , Christina Koch e Andrew Morgan . L’ ISS è un ottimo punto di partenza per favorire l’attività e incubarla (come con il BFF) portando la ricerca nello spazio a nuove altezze.

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