Готовясь к будущему, в котором астронавты начнут исследовать глубины нашей Солнечной системы, ученые разрабатывают напечатанные на 3D-принтере сердца, которые они планируют запустить на Международную космическую станцию в 2027 году.
Идея состоит в том, чтобы просто посмотреть, как эти искусственные органы реагируют на воздействие жесткой космической радиации, потому что, если люди когда-нибудь захотят отправиться в глубины космического пространства, нам нужно будет знать, действительно ли наши сердца могут перенести нас туда.
За этим захватывающим планом стоят исследователи с программой под названием Pulse. Веб-сайт Pulse, финансируемый Европейским советом по инновациям, подчеркивает важность создания сложных, точных и легко поддающихся обработке материалов для биопечати, чтобы "сделать долгосрочное исследование космоса более безопасным и жизнеспособным вариантом". Однако команда также объясняет, что это начинание может помочь и в прорывах в земной медицине, особенно в отношении методов лечения рака, которые также подвергают человеческий организм интенсивному излучению.
"Амбициозные цели проекта PULSE в такой же степени связаны с космическими исследованиями, как и со здравоохранением на Земле", - говорится в заявлении Лоренцо Морони, координатора проекта и профессора биотехнологии для регенеративной медицины в Университете Маастрихта в Нидерландах. "Органоиды с биопечатью, которые точно повторяют сложность человеческих органов, потенциально могут уменьшить зависимость от экспериментов на животных и обеспечить более точную и эффективную платформу для изучения механизмов заболевания и оценки реакции на лекарственные препараты".
Хотя проект PULSE, безусловно, является инновационным в том смысле, что полностью напечатанные на 3D-принтере сердца ранее не отправлялись на МКС, в прошлом ученые пробовали подвергать сердечные клетки воздействию условий космического полета.
Например, за последние несколько лет различные учреждения, такие как Университет Брауна и Университет Джона Хопкинса, сотрудничали с НАСА по отправке некоторых образцов сердечной ткани на МКС – совсем недавно в рамках роботизированной миссии SpaceX по пополнению запасов CRS-27. Цель состояла в том, чтобы увидеть, как каждая клетка объекта, любовно называемая "тканью на чипе", сокращается в условиях микрогравитации, и узнать, можно ли обратить вспять естественное повреждение сердечной мышцы, поскольку космическая среда как бы имитирует последствия старения человеческого организма, но в ускоренной перемотке. И это лишь часть списка нескольких других интересных экспериментов, связанных с технологией "Ткань на чипе".
Фактически, астронавты, физически находящиеся на МКС, также постоянно следят за состоянием своей сердечно-сосудистой системы для проведения активных научных исследований сердца, таких как Vascular Echo Канадского космического агентства, которое изучает, как артерии и сердца реагируют на изменения кровяного давления, которые, как известно, происходят в космосе.
Однако, в отличие от этого, PULSE надеется отправить в лабораторию на околоземной орбите полноценные искусственные сердца, а не образцы клеток или функционирующие органы, запертые в человеческих телах.
Возможно, преимущество этого метода перед первым заключалось бы в том, что он намного лучше воспроизводит настоящее сердце, а перед вторым - в том, что его легко тестировать и контролировать для конкретных исследовательских экспериментов.
Согласно обзору программы, исследователи намерены создать эти сердца с использованием того, что они называют "ИМПУЛЬСНОЙ технологией", имея в виду систему, которая использует так называемую "магнитную левитацию" и "акустическую левитацию".
По сути, акустическая левитация использует звуковые волны для подвешивания чего-либо в воздухе, в то время как магнитная левитация использует магнитные поля для достижения того же эффекта. Возможно, вы уже слышали о магнитной левитации в случае с магнитными левитаторами - поездами, которые едва парят над землей, развивая ошеломляющие скорости. Они также используют силу магнитной левитации, хотя и для передвижения на автомобиле.
В случае с PULSE цель этих двух методов левитации состоит в том, чтобы позволить ученым идеально манипулировать различными частями биопечати органа (например, клетками и гидрогелями) таким образом, чтобы образец превосходно отражал свой истинный аналог.
Если человечеству удастся осуществить мечту о вступлении когда-нибудь в эпоху освоения дальнего космоса и заселения Марса, результаты всех космических исследований сердца, включая ПУЛЬС, могут стать основными частями головоломки.
