به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در یکی از مهم‌ترین دستاوردهای پزشکی بازساختی در سال ۲۰۲۶، شرکت زیست‌فناوری Auxilium Biotechnologies اعلام کرد که برای نخستین بار بافت‌های زنده کبد و کلیه در محیط فضا و در ایستگاه فضایی بین‌المللی تولید شده‌اند. این پروژه با استفاده از چاپگر زیستی مداری AMP-1 و در شرایط ریزگرانش انجام شد. علاوه بر بافت‌های کبد و کلیه، نمونه‌هایی از بافت غضروفی و ایمپلنت‌های ترمیم عصب نیز تولید شدند. دانشمندان معتقدند حذف اثرات جاذبه زمین می‌تواند بسیاری از محدودیت‌های فعلی مهندسی بافت را برطرف کرده و امکان تولید ساختارهای زیستی پیچیده‌تر را فراهم سازد. این موفقیت نه تنها افق‌های جدیدی را برای درمان بیماری‌های کبدی و کلیوی باز می‌کند، بلکه می‌تواند زمینه‌ساز تولید اندام‌های کامل برای پیوند در آینده باشد.

کمبود اندام‌های قابل پیوند

کمبود اندام‌های قابل پیوند یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های پزشکی مدرن است. میلیون‌ها بیمار در سراسر جهان در انتظار دریافت عضو پیوندی هستند و بسیاری از آنان هرگز به عضو مورد نیاز خود دست پیدا نمی‌کنند. در چنین شرایطی، پزشکی بازساختی و مهندسی بافت به عنوان راهکارهایی نویدبخش برای تولید بافت‌ها و اندام‌های جایگزین مطرح شده‌اند. در دو دهه گذشته، فناوری چاپ زیستی سه‌بعدی به سرعت توسعه یافته است. این فناوری امکان قرار دادن سلول‌های زنده در ساختارهای سه‌بعدی را فراهم می‌کند تا بافت‌هایی مشابه بافت‌های طبیعی بدن ساخته شوند. با وجود پیشرفت‌های چشمگیر، پژوهشگران همواره با محدودیت‌های مهمی مواجه بوده‌اند. یکی از این محدودیت‌ها تأثیر جاذبه زمین بر توزیع سلول‌ها در ساختارهای چاپ‌شده است. سلول‌ها و مواد زیستی در حین چاپ و پس از آن تحت تأثیر نیروی گرانش قرار می‌گیرند و این موضوع می‌تواند سبب تغییر شکل ساختارها، ته‌نشینی سلول‌ها و کاهش کیفیت بافت نهایی شود. به همین دلیل دانشمندان از سال‌ها پیش این فرضیه را مطرح کرده بودند که محیط ریزگرانش فضا ممکن است شرایطی ایده‌آل برای تولید بافت‌های پیچیده انسانی فراهم کند.

تاریخچه

ایده تولید بافت‌های انسانی در فضا سابقه‌ای بیش از یک دهه دارد. از زمان آغاز تحقیقات زیستی در ایستگاه فضایی بین‌المللی، پژوهشگران متوجه شدند که رفتار سلول‌ها در شرایط ریزگرانش با شرایط زمینی تفاوت‌های قابل توجهی دارد. شرکت Auxilium Biotechnologies که در حوزه تولید ایمپلنت‌های ترمیم اعصاب فعالیت می‌کند، از سال ۲۰۲۴ پروژه توسعه چاپگر زیستی AMP-1 را آغاز کرد. هدف اولیه این پروژه تولید ساختارهای زیستی با توزیع یکنواخت مواد فعال دارویی بود. با گذشت زمان، دامنه پروژه گسترش یافت و امکان چاپ بافت‌های پیچیده‌تر از جمله کبد و کلیه فراهم شد. همکاری میان این شرکت و مؤسسه پزشکی بازساختی ویک فارست نیز نقش مهمی در موفقیت پروژه ایفا کرد. سلول‌های مورد استفاده در چاپ بافت‌های کبد و کلیه توسط پژوهشگران این مؤسسه تهیه و برای انجام آزمایش به ایستگاه فضایی ارسال شد.

شیوه مطالعه

در این پروژه، چاپگر زیستی AMP-1 که از پیش در ایستگاه فضایی بین‌المللی مستقر شده بود، برای تولید بافت‌های مختلف مورد استفاده قرار گرفت. پژوهشگران از جوهرهای زیستی حاوی سلول‌های کبدی و کلیوی انسانی استفاده کردند. پس از انتقال مواد زیستی به مدار زمین، فرآیند چاپ در شرایط ریزگرانش آغاز شد. در طول انجام آزمایش، پژوهشگران مستقر روی زمین از طریق سامانه‌های ارتباطی، عملکرد چاپگر را به صورت لحظه‌ای پایش می‌کردند. تصاویر ارسالی از ایستگاه فضایی به محققان اجازه می‌داد تا در صورت نیاز تنظیمات چاپ را اصلاح کنند. یکی از اهداف اصلی مطالعه بررسی نحوه توزیع سلول‌ها در ساختارهای چاپ‌شده بود. در شرایط زمینی، سلول‌ها اغلب در اثر نیروی گرانش به سمت پایین حرکت می‌کنند و این مسئله باعث ناهمگنی بافت می‌شود. اما در محیط ریزگرانش انتظار می‌رفت سلول‌ها به شکل یکنواخت‌تری در سراسر ساختار توزیع شوند. علاوه بر بافت‌های کبد و کلیه، نمونه‌هایی از بافت غضروفی و ۲۸ ایمپلنت ترمیم عصب نیز تولید شد تا عملکرد چاپگر در ساخت انواع مختلف ساختارهای زیستی ارزیابی شود. پس از پایان فرآیند چاپ، نمونه‌ها توسط فضاپیمای باری به زمین بازگردانده شدند تا تحت بررسی‌های دقیق آزمایشگاهی قرار گیرند.

نتایج

نتایج اولیه نشان داد که بافت‌های تولیدشده در فضا از نظر یکنواختی سلولی کیفیت قابل توجهی دارند. پژوهشگران گزارش کردند که توزیع سلول‌ها در ساختارهای چاپ‌شده نسبت به نمونه‌های مشابه زمینی بسیار منظم‌تر بوده است. بررسی‌های میکروسکوپی نشان داد که سلول‌های کبدی و کلیوی توانسته‌اند در محیط چاپ‌شده زنده بمانند و ساختارهای سه‌بعدی پایداری ایجاد کنند. این موضوع نشان‌دهنده سازگاری مناسب سلول‌ها با فرآیند چاپ در شرایط ریزگرانش است. اگرچه بافت‌های تولیدشده هنوز اندام‌های کامل و قابل پیوند نیستند، اما نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که مسیر دستیابی به چنین هدفی بیش از گذشته واقع‌بینانه شده است.

دستاورد مطالعه

مهم‌ترین دستاورد این پژوهش، اثبات امکان تولید بافت‌های پیچیده انسانی در محیط فضا است. تا پیش از این، چاپ زیستی بافت‌های کبد و کلیه در مدار زمین تنها یک ایده نظری محسوب می‌شد، اما اکنون این مفهوم به واقعیت تبدیل شده است. این موفقیت همچنین نشان داد که محیط ریزگرانش می‌تواند به عنوان یک بستر تولید زیستی پیشرفته مورد استفاده قرار گیرد. حذف اثرات منفی جاذبه امکان ساخت ساختارهایی را فراهم می‌کند که تولید آن‌ها روی زمین بسیار دشوار است. از دیدگاه پزشکی بازساختی، این دستاورد می‌تواند به توسعه نسل جدیدی از بافت‌های درمانی منجر شود. در آینده ممکن است از این فناوری برای تولید وصله‌های ترمیمی کبد، کلیه، قلب و سایر اندام‌ها استفاده شود.

گام بعدی مطالعه

پژوهشگران اکنون در حال انجام آزمایش‌های تکمیلی بر روی نمونه‌های بازگشته به زمین هستند تا عملکرد زیستی آن‌ها را با دقت بیشتری ارزیابی کنند. هدف بعدی، افزایش پیچیدگی بافت‌های چاپ‌شده و ایجاد ساختارهای بزرگ‌تر و عملکردی‌تر است. دانشمندان امیدوارند در سال‌های آینده بتوانند شبکه‌های عروقی را نیز در بافت‌های چاپ‌شده ایجاد کنند. وجود عروق خونی یکی از مهم‌ترین پیش‌نیازهای تولید اندام‌های کامل برای پیوند محسوب می‌شود. همچنین برنامه‌هایی برای توسعه نسل‌های جدید چاپگرهای زیستی مداری در دست اجرا است. این سامانه‌ها می‌توانند حجم بیشتری از مواد زیستی را پردازش کرده و امکان تولید بافت‌های پیچیده‌تر را فراهم کنند. از سوی دیگر، همکاری میان شرکت‌های فضایی، مراکز پزشکی بازساختی و سازمان‌های نظارتی در حال گسترش است تا مسیر قانونی استفاده بالینی از محصولات تولیدشده در فضا نیز مشخص شود. اگرچه تولید اندام کامل انسانی در فضا هنوز به زمان نیاز دارد، اما موفقیت اخیر نشان می‌دهد که این هدف دیگر یک رؤیای دوردست نیست. بسیاری از متخصصان معتقدند دهه آینده می‌تواند شاهد ظهور کارخانه‌های زیستی مداری باشد که بافت‌ها و اندام‌های مورد نیاز بیماران را در خارج از زمین تولید می‌کنند. این دستاورد نه تنها مرزهای پزشکی بازساختی را جابه‌جا کرده، بلکه تعریف جدیدی از آینده درمان بیماری‌ها ارائه داده است.

پایان مطلب/.