Astronautas vão cultivar fígados no espaço, onde a microgravidade pode ajudá-los a prosperar
Fígados em miniatura voarão a bordo do Estação Espacial Internacional em um próximo estudo sobre se a microgravidade pode estimular o crescimento de tecido saudável com amplo suprimento de sangue.
É um esforço que poderia potencialmente levar a tecidos e órgãos personalizados e cultivados no espaço para uso em cirurgias de transplante, dizem os cientistas. Em duas experiências futuras, os investigadores planeiam testar o quão bem o tecido do fígado cresce em microgravidade, bem como testar novas tecnologias concebidas para manter este tecido vivo, mas super-arrefecido, durante a sua viagem de regresso à Terra.
“Meu objetivo final para esses tecidos, se eles estão fazendo o que imaginamos e esperamos que sejam capazes de fazer com a ajuda da microgravidade, é usar esses tecidos para terapia”, disse Dra.professor de cirurgia na Universidade da Califórnia, em São Francisco. O tecido poderia ser transplantado para tratar uma variedade de doenças e distúrbios da função hepática, disse Chang à WordsSideKick.com.
O cultivo de tecidos em placas de laboratório na Terra pode ser um desafio, em parte porque a gravidade puxa as células para o contato com o fundo de uma placa ou prato. A gravidade também coloca as células sob tensão de cisalhamento porque, para mantê-las suspensas à medida que crescem, o seu prato precisa ser agitado. Afinal de contas, na natureza, os órgãos emergem num embrião em desenvolvimento à medida que este flutua no líquido amniótico no útero, ou na almofada fluida fornecida por um óvulo.
Esses desafios sempre presentes com a gravidade levaram os pesquisadores a desenvolver biorreatores rotativos que simulam um ambiente de baixa gravidade girando muito rapidamente. Isto permite que tecidos e órgãos em miniatura, ou “organóides” cresçam em condições artificiais, mas estes vasos rotativos também colocam tensões nos tecidos, especialmente à medida que os aglomerados de células dentro deles ficam maiores.
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Chang e seus colegas acham que os organoides podem crescer melhor em um ambiente de microgravidade sustentado e de alta qualidade como o encontrado na Estação Espacial Internacional.
“Esses organoides que normalmente têm o tamanho de 200 mícrons de diâmetro, o que equivale a 0,2 milímetros [0.008 inches]serão capazes de se organizar e interagir ainda mais entre si para desenvolver tecidos maiores e, em particular, tecidos vascularizados”, disse Chang, que apresentou sua pesquisa no American College of Surgeons Clinical Congress 2024 em São Francisco na terça-feira (outubro). . 22). Os tecidos vascularizados estão imbuídos de muitos vasos sanguíneos.
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Para cultivar seus organoides hepáticos da era espacial, Chang e sua equipe usam “células-tronco pluripotentes induzidas”, que são células adultas reprogramadas para serem células-tronco que podem dar origem a diferentes tipos de tecido. Os pesquisadores então convencem essas células-tronco projetadas a se transformarem em células do fígado e a fazerem crescer as células em um biorreator esférico especial, chamado Tissue Orb. Este reator globular possui um conduíte central que imita um vaso sanguíneo em seu centro. Nutrir organoides com esse tipo de sistema circulatório é fundamental para o crescimento de pedaços maiores de tecido.
“Nosso conceito é que esses organoides na câmara principal possam coalescer e interagir com o conduto central e desenvolver um tecido vascularizado maior e mais complexo”, disse Chang.
A próxima experiência com tecido hepático voará para a ISS no início de 2025. Os tecidos crescerão a bordo da estação durante duas semanas e depois serão fixados – colocados numa solução conservante – para análise na Terra. Uma segunda experiência, que provavelmente ocorrerá no final de 2025 ou no início de 2026, testará um sistema de super-resfriamento para trazer de volta tecidos vivos à Terra.
Esses fígados em miniatura não são os primeiros organoides cultivados a bordo da ISS. Pesquisadores estão usando organoides cultivados no espaço para investigar questões variando desde como o cérebro envelhece até como o câncer se desenvolve e responde aos medicamentos.
Fazer um experimento a bordo da estação espacial é o culminar de muitos anos de trabalho, disse Chang: “É muito emocionante ter um experimento acontecendo a bordo da ISS”.
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