Crescere tessuti in microgravità

Il prossimo rifornimento sulla ISS darà un "passaggio" ad un esperimento che ha come obiettivo indagare come crescere tessuti in microgravità
La ISS, Stazione Spaziale Internazionale in orbita intorno la Terra. Credits: NASA

UZH Space Hub e Airbus Defence and Space invieranno un esperimento che indaghera come crescere i tessuti in microgravità sul prossimo volo di rifornimento alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). L’obiettivo è quello di far progredire la produzione industriale di tessuti umani in nello spazio. L’ISS fungerà quindi da laboratorio per produrre tessuti umani in miniatura per uso terrestre per la ricerca medica. 

I primi test preparatori sulla ISS 18 mesi fa hanno avuto successo. Il processo per il progetto congiunto 3D Organoids in Space è nato dai ricercatori dell’Università di Zurigo (UZH) Oliver Ullrich e Cora Thiel. Insieme ad Airbus, i due pionieri nella ricerca su come la gravità influenza e regola le cellule umane, hanno sviluppato il processo per trasformare tutto questo in realtà. 

Il ruolo di Airbus

Il team di Airbus Innovations guidato dal project manager Julian Raatschen ha sviluppato l’hardware che fornisce l’accesso alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). I partner del progetto hanno impiegato solo tre anni dall’idea al primo test di produzione nello spazio. Durante questo periodo, hanno completato varie fasi di test e superato processi di selezione interna altamente competitivi. “Abbiamo dimostrato che il percorso verso la produzione di tessuto umano nello spazio è fattibile, non solo in teoria, ma in pratica“, afferma Oliver Ullrich.

Oliver Ullrich, professore di anatomia all’UZH, la biologa Cora Thiel e Airbus stanno usando la microgravità nello spazio per far crescere tessuti tridimensionali simili a organi – chiamati organoidi – da cellule staminali umane adulte. “Sulla Terra, gli organoidi tridimensionali sono impossibili da produrre senza supporto e strutture di matrice a causa della gravità terrestre“, spiega Cora Thiel. Tali organoidi 3D stanno suscitando un grande interesse da parte dell’industria farmaceutica. In parole povere permetterebbero di effettuare studi tossicologici direttamente sui tessuti umani senza deviare attraverso modelli animali. 

I tessuti “coltivati” nello spazio

La missione di marzo 2020, in cui 250 provette hanno trascorso un mese sulla ISS, ha avuto un grande successo. Durante il loro soggiorno in condizioni di microgravità a 400 chilometri dal suolo, le cellule staminali adulte si sono sviluppate in strutture differenziate simili a organi come fegato, ossa e cartilagine. Al contrario, i campioni di controllo cresciuti sulla Terra in condizioni di gravità normale non hanno mostrato una differenziazione cellulare o solo minima.

Allestimento di un esperimento a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.
Allestimento di un esperimento a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Credit: NASA

Nell’attuale missione verranno inviate in orbita cellule staminali tissutali di due donne e due uomini di età diverse. In tal modo, i ricercatori stanno testando quanto sia efficace il metodo, quando si utilizzano cellule di diversa variabilità biologica. Si aspettano che la produzione in microgravità sia più semplice e affidabile rispetto all’utilizzo di matrici ausiliarie sulla Terra. Attualmente, l’attenzione è rivolta ai problemi di produzione e al controllo di qualità. “In vista della futura commercializzazione, ora dobbiamo scoprire per quanto tempo e con quale qualità possiamo mantenere gli organoidi in coltura dopo il loro ritorno sulla Terra”, afferma Oliver Ullrich.

Gli obiettivi

Gli organoidi cresciuti dalle cellule staminali dei pazienti potrebbero anche essere usati efficacemente come elementi costitutivi per la sostituzione dei tessuti per il trattamento degli organi danneggiati. Il numero di organi donati oggi nel mondo è molto al di sotto della domanda mondiale, di migliaia di organi.

In caso di successo, la tecnologia può essere sviluppata e portata alla maturità operativa. Airbus e l’UZH Space Hub possono quindi dare un ulteriore contributo al miglioramento della qualità della vita sulla Terra attraverso soluzioni spaziali“, afferma Julian Raatschen , project manager di Airbus. Il materiale campione tornerà sulla Terra all’inizio di ottobre. I primi risultati sono attesi da novembre.

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