Uso del espacio para promover la ciencia y la medicina de las células madre
enero 2, 2022El secreto para producir grandes lotes de células madre de manera más eficiente puede estar en las condiciones de gravedad casi nula del espacio. Los científicos de Cedars-Sinai han descubierto que la microgravedad tiene el potencial de contribuir a los avances que salvan vidas en la Tierra al facilitar la rápida producción en masa de células madre.
Un nuevo artículo, dirigido por Cedars Sinai y publicado en la revista revisada por pares Stem Cell Reports, destaca las oportunidades clave discutidas durante el Simposio de Biomanufactura en el Espacio 2020 para expandir la producción de células madre en el espacio.
La bioproducción, un tipo de producción de células madre que utiliza materiales biológicos como microbios para producir sustancias y biomateriales adecuados para su uso en aplicaciones preclínicas, clínicas y terapéuticas, puede ser más productiva en condiciones de microgravedad.
“Estamos descubriendo que los vuelos espaciales y la microgravedad son un lugar deseable para la bioproducción porque imparten una serie de propiedades muy especiales a los tejidos biológicos y los procesos biológicos que pueden ayudar a producir en masa células u otros productos de una manera que usted no podría. qué hacer en la Tierra ”, dijo el biólogo de células madre Arun Sharma, PhD, investigador y director de un nuevo laboratorio de investigación en el Instituto de Medicina Regenerativa de la Junta de Gobernadores de Cedars-Sinai, el Instituto del Corazón Smidt y el Departamento de Ciencias Biomédicas.
«Las últimas dos décadas han visto avances notables en la medicina regenerativa y avances exponenciales en las tecnologías espaciales que han permitido nuevas oportunidades para acceder y comercializar el espacio», dijo.
Según el documento Cedars-Sinai, los asistentes al simposio del espacio virtual de diciembre identificaron más de 50 oportunidades comerciales potenciales para realizar trabajos de bioproducción en el espacio. Los más prometedores se clasificaron en tres categorías: modelos de enfermedades, biofabricación y productos derivados de células madre.
El primero, el modelado de enfermedades, lo utilizan los científicos para estudiar enfermedades y posibles tratamientos mediante la replicación de estructuras de función completa, ya sea utilizando células madre, organoides (estructuras en 3D en miniatura cultivadas a partir de células madre humanas que se asemejan al tejido humano) u otros tejidos.
Los investigadores encontraron que una vez que el cuerpo está expuesto a condiciones de baja gravedad durante largos períodos de tiempo, experimenta una aceleración de la pérdida ósea y el envejecimiento. Al desarrollar modelos de enfermedades basados en este proceso de envejecimiento acelerado, los investigadores pueden comprender mejor los mecanismos del proceso de envejecimiento y la progresión de la enfermedad.
«Este trabajo no solo puede ayudar a los astronautas, sino que también puede llevarnos a producir estructuras óseas o estructuras del músculo esquelético que podrían aplicarse a enfermedades como la osteoporosis y otras formas de envejecimiento óseo acelerado y desgaste muscular que las personas experimentan en la Tierra», Sharma. dicho. , quien es el autor correspondiente del artículo.
Otro tema muy discutido en el simposio fue la biofabricación, que utiliza procesos de fabricación para producir materiales como tejidos y órganos. La impresión 3D es una de las tecnologías líderes en biofabricación.
Un problema importante con la producción de estos materiales en la Tierra se relaciona con la densidad inducida por la gravedad, que dificulta que las células se expandan y crezcan. Con la ausencia de gravedad y densidad en el espacio, los científicos esperan poder usar la impresión 3D para imprimir formas y productos únicos, como organoides o tejido cardíaco, de una manera que no se pueda replicar en la Tierra.
La tercera categoría tiene que ver con la producción de células madre y la comprensión de cómo algunas de sus propiedades fundamentales se ven afectadas por la microgravedad. Algunas de estas propiedades incluyen el poder o la capacidad de una célula madre para renovarse y la diferenciación, la capacidad de las células madre para transformarse en otros tipos de células.
Comprender algunos de los efectos de los vuelos espaciales sobre las células madre puede conducir potencialmente a mejores formas de producir una gran cantidad de células en gravedad cero. Los científicos de Cedars-Sinai enviarán células madre al espacio a principios del próximo año, en colaboración con la NASA y un contratista privado, Space Tango, para probar si se pueden producir grandes lotes en un entorno de baja gravedad.
«Aunque todavía estamos en la fase exploratoria de algunas de estas investigaciones, esto ya no pertenece al ámbito de la ciencia ficción», dijo Sharma. “En los próximos cinco años podríamos ver un escenario en el que encontremos células o tejidos que se pueden fabricar de una manera que simplemente no es posible aquí en la Tierra. Y creo que es muy emocionante «.
