Международная космическая станция (МКС) стала площадкой для уникального медицинского эксперимента. Исследователи впервые в истории смогли напечатать в космосе живые ткани человеческой почки и печени.
Работу провели американская компания Auxilium Biotechnologies совместно с Институтом регенеративной медицины Уэйк-Форест.
Они попытались решить проблему, которая десятилетиями мешает биопечати на Земле — равномерное распределение клеток внутри создаваемых структур.
Этот шаг, совершённый компанией Auxilium Biotechnologies совместно с Институтом регенеративной медицины Уэйк-Форест (WFIRM), может изменить подход к биопечати, которая на Земле сталкивается с серьёзным ограничением — гравитацией.
Главные мысли за 1 минуту
- На МКС впервые напечатали живые ткани человеческой почки и печени с использованием биопринтера AMP-1.
- Эксперимент провела компания Auxilium Biotechnologies совместно с Институтом регенеративной медицины Уэйк-Форест.
- Ключевая проблема биопечати на Земле — гравитация, которая заставляет клетки оседать и распределяться неравномерно, как черника в тесте для кексов.
- Помимо тканей органов, во время той же миссии были изготовлены хрящевая ткань и 28 имплантатов для восстановления нервной ткани.
- Полноценные органы для трансплантации пока не созданы, но учёные называют результат важным этапом фундаментальных исследований.
Почему гравитация стала врагом биопечати
В основе любого человеческого органа лежит сложная пространственная организация различных типов клеток. Клетки печени, почек и окружающих тканей должны находиться в строго определённых местах, чтобы орган мог нормально функционировать. Именно воспроизведение такой структуры остаётся одной из самых сложных задач современной биопечати, при которой живые клетки используются в качестве своеобразных «чернил» для послойного создания биологических конструкций.
Главным препятствием на Земле является сила тяжести. Когда клетки смешиваются с биочернилами, они постепенно оседают под действием гравитации, из-за чего в одних участках ткани их оказывается слишком много, а в других — недостаточно. Исследователи сравнивают этот процесс с черникой в тесте для кексов, которая до выпечки опускается на дно формы. Для живых тканей такая неравномерность недопустима — если клетки распределены неправильно, ткань не сможет выполнять свои биологические функции.
С этой проблемой специалисты Auxilium столкнулись во время разработки имплантатов для восстановления нервной ткани, некоторые версии которых уже проходят клинические испытания. Учёные стремились добиться равномерного распределения микрочастиц с лекарственными веществами внутри имплантатов, однако под действием земной гравитации эти частицы постепенно оседали.
Космический эксперимент: кто и как
Именно поэтому компания решила проверить, позволит ли микрогравитация лучше контролировать распределение клеток и других компонентов. Для этого ещё в 2024 году на МКС был доставлен орбитальный биопринтер AMP-1. Новая миссия стала продолжением этих исследований и впервые была посвящена печати живых тканей.
Специалисты WFIRM предоставили человеческие клетки почки и печени, а также цифровые модели тканей. Инженеры Auxilium отвечали за работу орбитальной производственной платформы, адаптированной для эксплуатации в условиях микрогравитации.
«Успешная биопечать живых тканей печени и почки на борту Международной космической станции является важным шагом вперёд для регенеративной медицины», — заявил один из авторов исследования, директор Института регенеративной медицины Уэйк-Форест Энтони Атала.
Во время эксперимента биопринтер AMP-1 успешно изготовил ткани почки, печени и хрящевой ткани, используя специальные биочернила с живыми клетками. «Впервые нам удалось успешно напечатать в космосе ткани почки и печени человека, продемонстрировав, что сложные биологические продукты могут производиться на орбите», — отметил генеральный директор Auxilium Джейкоб Коффлер.
Работой биопринтера инженеры управляли с Земли. С помощью установленных камер они наблюдали за процессом изготовления тканей и при необходимости могли загружать новые инструкции, изменяя параметры печати прямо во время выполнения миссии.
Итоги миссии и следующий шаг
Компания также заявила, что миссия стала первой демонстрацией масштабируемой орбитальной платформы биопроизводства, способной выпускать сразу несколько видов продукции. Помимо тканей почки, печени и хряща, во время одного полёта система изготовила 28 имплантатов для восстановления нервной ткани. «Во время той же миссии на той же производственной платформе мы также изготовили хрящевую ткань и 28 имплантатов для восстановления нервов», — сообщил Коффлер.
После завершения эксперимента все образцы были доставлены на Землю в составе миссии AXLM-3, отправленной на грузовом корабле SpaceX CRS-34 по программе NASA. Космический аппарат приводнился у побережья Калифорнии 17 июня 2026 года. В настоящее время специалисты изучают возвращённые образцы, чтобы оценить влияние микрогравитации на качество тканей и пространственное распределение клеток.
Несмотря на достигнутый результат, исследователи подчёркивают, что до создания полноценных органов для трансплантации ещё очень далеко. Напечатанные на МКС структуры представляют собой экспериментальные ткани и пока не могут использоваться для пересадки пациентам. Поэтому нынешние результаты рассматриваются не как медицинский прорыв, а как важный этап фундаментальных исследований. Учёным ещё предстоит доказать, что производство тканей в космосе действительно обладает существенными преимуществами перед аналогичными технологиями на Земле.
Тем не менее первые результаты показывают, что отсутствие гравитации действительно помогает добиться более равномерного распределения клеток внутри ткани. По словам Энтони Аталы, это открывает реальные перспективы для производства медицинских изделий и живых тканей в космосе.
