Tkáňové inženýrství je velmi dynamicky se rozvíjející oblast výzkumu, která ke svému rozvoji aktivně využívá možností kosmického prostoru. Experiment na stanici ISS by mohl najít možnosti, které v budoucnu umožní produkci umělých cév pro využití v chirurgii. Většina metod pro pěstování trojrozměrných struktur s lidských buněk používaná na povrchu naší planety využívá biokompatibilní „lešení“. Vědci v laboratoři díky němu udávají tvar tkáně a lešení navíc pomáhá buňkám k sobě lépe přilnout. Experiment Evropské kosmické agentury ukázal, že buněčné kultury v prostředí mikrogravitace nepotřebují vnější podporu a že dokáží přirozeně vytvořit základ krevních cév.

Experiment Spheroids, který běží na ISS od roku 2016 se zaměřil na procesy spojené se vznikem tzv. endotelových buněk, které tvoří vnitřní stěny cév. Vědce hlavně zajímalo, jak tyto procesy reagují na mikrogravitaci na ISS. Endotelové buňky řídí smršťování a roztahování našich cév, čímž regulují tok krve do orgánů i krevní tlak. Prostředí mikrogravitace spojené s absencí konvekčního proudění vytváří ideální podmínky pro studium těchto trojrozměrných komplexních struktur. Lidské buňky kultivované ve vesmíru vytvořily trubicovité struktury podobné vnitřním vrstvám cév v našich tělech. V rámci experimentu probíhal růst po dobu 12 dní v evropském inkubátoru Kubik, který udržuje optimální teplotu.

„Tyto trubicovité shluky připomínají základ krevních cév, což je něco, čeho jsme nikdy dříve při kultivaci buněk na Zemi nedosáhli,“ popisuje Daniela Grimm z Univerzity Otto von Guericke v německém Magdeburgu a dodává: „Nikdo nevěděl, jak budou buňky na oběžné dráze reagovat. Projekt Spheroids tak byl úžasným dobrodružstvím už od samotného začátku.“ Nyní se již vzorky vrátily na Zemi a vědci byli velmi příjemně překvapeni, když viděli, jak buňky samy od sebe vytvořily sférické shluky.

„Naučili jsme se nové věci o mechanismech vzniku trubiček. Výsledky potvrzují, že gravitace má vliv na způsob, jakým klíčové proteiny a geny reagují,“ říká Markus Wehland, molekulární biolog ze stejné univerzity. Odborníkům však práce nekončí – práce v laboratoři a výzkumu pokračuje. Vědci chtějí ještě lépe popsat procesy, které vedou buňky ke shlukování do výše popsaných útvarů. „Snažíme se kultivovat různé buňky, abychom vylepšili tkáňové inženýrství umělých cév,“ říká Wehland.

Kombinací endotelových buněk s dalšími kulturami se týmu dokonce povedlo přestavět několik vrstev cév, kdy byly vzorky v zařízení, které náhodným otáčením simuluje na Zemi prostředí mikrogravitace. Růst cév v kosmickém prostoru by pomohl výrobě lidských tkání pro transplantace, ale i vývoji nových léčiv. Z výzkumu by ale mohli profitovat i sami astronauti, kteří během kosmické mise zažívají kolísání krevního tlaku.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/cell_engineering/21149969-1-eng-GB/Cell_engineering.jpg
https://www.esa.int/…/Growing_tissues_on_Earth_and_in_space.jpg
https://www.esa.int/…/endothelial_cells/21149929-1-eng-GB/Endothelial_cells.jpg