利用外层空间推进干细胞科学和医学

干细胞
资料来源:CC0 Public Domain

更有效地生产大量干细胞的秘密可能在于接近零重力的太空条件。西达斯-西奈的科学家们发现,微重力有可能通过促进干细胞的快速大规模生产,为地球上挽救生命的进步做出贡献。

一篇由Cedars Sinai领导并发表在同行评审期刊上的新论文干细胞报告,强调了2020年空间生物制造研讨会期间讨论的扩大茎制造的关键机会在太空中。

生物制造——一种干细胞生产例如微生物生产的物质和生物材料,适用于临床前、临床和治疗应用,可以在微重力条件下更有成效。

“我们发现,太空飞行和微重力是生物制造的理想场所,因为它赋予了生物组织和一些非常特殊的性质干细胞生物学家Arun Sharma博士说,他是cedar - sinai理事会再生医学研究所、Smidt心脏研究所和生物医学科学系的一个新研究实验室的研究科学家和负责人。

他说:“在过去20年里,再生医学取得了显著进步,太空技术也取得了指数级的进步,为进入太空和将太空商业化创造了新的机会。”

根据Cedars-Sinai的论文,去年12月虚拟空间研讨会的与会者确定了50多个在太空进行生物制造工作的潜在商业机会。最有前途的技术分为三类:疾病建模、生物制造和干细胞衍生产品。

第一,,科学家们通过复制全功能结构来研究疾病和可能的治疗方法——无论是使用干细胞、类器官(由人类干细胞生长而成的类似人体组织的微型3D结构),还是其他组织。

研究人员发现,一旦身体长时间暴露在低重力条件下,它就会加速和老化。通过建立基于加速衰老过程的疾病模型,可以更好地了解衰老过程和疾病进展的机制。

该论文的通讯作者夏尔马说:“这项工作不仅可以帮助宇航员,而且还可以使我们制造骨骼结构或骨骼肌结构,可以应用于人们在地球上经历的骨质疏松症和其他形式的骨骼加速衰老和肌肉萎缩等疾病。”

研讨会上另一个讨论热烈的话题是生物制造,即利用制造过程生产组织和器官等材料。生物制造的核心技术之一是3D打印。

在地球上生产这些材料的一个主要问题是重力引起的密度,这使得细胞难以扩张和生长。由于太空中没有重力和密度,科学家们希望能用3D打印技术打印出独特的形状和产品,比如类器官或心脏组织,这在地球上是无法复制的。

第三类与干细胞的生产有关,并了解微重力如何影响干细胞的一些基本特性。其中一些特性包括效力,即干细胞自我更新的能力,以及分化,即干细胞转变为其他细胞类型的能力。

了解太空飞行对干细胞的一些影响可能会带来更好的方法,在没有重力的情况下制造大量细胞。来自西达斯-西奈的科学家将派出明年初,他们将与NASA和私人承包商Space Tango合作,测试在低重力环境下是否有可能大批量生产。

夏尔马说:“虽然我们的一些研究仍处于探索阶段,但这已经不再是科幻小说的领域了。”“在未来五年内,我们可能会看到这样一种情况:我们可以以一种在地球上根本不可能的方式制造细胞或组织。我认为这非常令人兴奋。”

更多信息:Arun Sharma等人,近地轨道再生医学生物制造,干细胞报告(2021)。DOI: 10.1016 / j.stemcr.2021.12.001
期刊信息: 干细胞报告

引用:利用外层空间促进干细胞科学和医学(2021年,12月30日)检索于2022年12月9日//www.puressens.com/news/2021-12-leveraging-outer-space-advance-stem.html
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