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在国际空间站培育微型人体组织

UZH 航天中心和空中客车防务与航天公司正在向国际空间站 (ISS) 的下一次补给飞行发送一项实验,旨在推进微重力下人体组织的工业生产。因此,国际空间站将作为一个车间,生产用于研究和医学的陆地使用的微型人体组织。18 个月前对国际空间站的初步准备测试取得了成功。

联合 3D Organoids in Space 项目的过程源自苏黎世大学 (UZH) 研究人员 Oliver Ullrich 和 Cora Thiel。与空中客车公司一起,这两位研究重力如何影响和调节人体细胞的先驱已经开发出预测成熟度的过程。由项目经理 Julian Raatschen 领导的空中客车创新团队开发了硬件,并提​​供进入国际空间站 (ISS) 的通道。项目合作伙伴从构思到第一次在太空进行生产测试只用了三年时间。在此期间,他们完成了各个测试阶段并克服了竞争激烈的内部选拔流程。“我们已经证明,在太空中生产人体组织的途径是可行的,不仅在理论上,而且在实践中,”Oliver Ullrich 说。

UZH 解剖学教授 Oliver Ullrich、生物学家 Cora Thiel 和空中客车公司正在利用太空中的微重力从成人干细胞中培育出三维器官样组织(称为类器官)。“在地球上,由于地球的引力,没有支撑和基质结构,不可能产生三维有机体,”Thiel 解释说。这种 3D 类器官引起了制药行业的极大兴趣:它们将使毒理学研究能够直接在人体组织上进行,而无需通过动物模型绕道而行。从患者干细胞中生长出的类器官也可以用作组织替代治疗受损器官的构建块。今天捐赠的器官数量远远低于全球对数千个捐赠器官的需求。

2020 年 3 月的国际空间站任务——其中 250 个试管在国际空间站上度过了一个月——非常成功。在他们在离地 400 公里的微重力条件下长达一个月的逗留期间,成体干细胞发育成分化的器官样结构,如肝脏、骨骼和软骨。相比之下,在地球上正常重力条件下生长的对照样品没有或只有极少的细胞分化。

稳健性和可行性

在当前的任务中,来自不同年龄的两名女性和两名男性的组织干细胞将被送入轨道。在这样做时,研究人员正在测试他们的方法在使用不同生物变异性的细胞时的稳健性。他们希望在微重力下生产比在地球上使用辅助材料更容易、更可靠。目前,重点是生产问题和质量控制。“鉴于未来的商业化,我们现在需要找出类器官返回地球后,我们可以在培养中保留多长时间和质量,”奥利弗·乌尔里希说。

“如果成功,则可以开发该技术并使其达到运营成熟度。因此,空中客车和 UZH 太空中心可以通过基于太空的解决方案为改善地球上的生活质量做出进一步贡献,”空中客车项目经理 Raatschen 说。样品材料将于 10 月初返回地球。预计将于 11 月取得初步结果。

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