2022年1月1日整理發(fā)布：更有效地生產(chǎn)大批量干細胞的秘訣可能在于太空中接近零重力的條件。Cedars-Sinai 的科學家們發(fā)現(xiàn)，通過促進干細胞的快速大規(guī)模生產(chǎn)，微重力有可能為拯救地球上的生命進步做出貢獻。
由 Cedars Sinai 領(lǐng)導(dǎo)并發(fā)表在同行評審期刊《干細胞報告》上的一篇新論文強調(diào)了 2020 年太空生物制造研討會期間討論的擴大太空干細胞制造的關(guān)鍵機會。
生物制造——一種使用微生物等生物材料生產(chǎn)適用于臨床前、臨床和治療應(yīng)用的物質(zhì)和生物材料的干細胞生產(chǎn)類型——在微重力條件下可以提高生產(chǎn)力。
“我們發(fā)現(xiàn)太空飛行和微重力是生物制造的理想場所，因為它賦予生物組織和生物過程許多非常特殊的特性，可以幫助大規(guī)模生產(chǎn)細胞或其他產(chǎn)品，而這是您無法做到的在地球上，”干細胞生物學家 Arun Sharma 博士說，他是 Cedars-Sinai 理事會再生醫(yī)學研究所、斯密特心臟研究所和生物醫(yī)學科學系新研究實驗室的負責人兼研究科學家。
“在過去的二十年里，再生醫(yī)學取得了顯著進步，太空技術(shù)呈指數(shù)級進步，為進入太空和商業(yè)化太空提供了新的機會，”他說。
根據(jù) Cedars-Sinai 論文，12 月虛擬空間研討會的與會者確定了 50 多個在太空進行生物制造工作的潛在商業(yè)機會。最有前途的分為三類：疾病建模、生物制造和干細胞衍生產(chǎn)品。
第一個是疾病建模，科學家們通過復(fù)制全功能結(jié)構(gòu)來研究疾病和可能的治療方法——無論是使用干細胞、類器官(從類似于人體組織的人體干細胞生長的微型 3D 結(jié)構(gòu))，還是其他組織。
研究人員發(fā)現(xiàn)，一旦身體長時間暴露在低重力條件下，就會加速骨質(zhì)流失和衰老。通過開發(fā)基于這種加速衰老過程的疾病模型，研究科學家可以更好地了解衰老過程和疾病進展的機制。
Sharma 說：“這項工作不僅可以幫助宇航員，而且還可以幫助我們制造骨骼結(jié)構(gòu)或骨骼肌結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可用于治療骨質(zhì)疏松癥和人們在地球上經(jīng)歷的其他形式的加速骨老化和肌肉萎縮等疾病。” , 誰是論文的通訊作者。
研討會上另一個高度討論的話題是生物制造，它使用制造工藝來生產(chǎn)組織和器官等材料。核心生物制造技術(shù)之一是 3D 打印。
在地球上生產(chǎn)這些材料的一個主要問題涉及重力誘導(dǎo)的密度，這使得細胞難以擴張和生長。由于太空中沒有重力和密度，科學家們希望他們可以使用 3D 打印以地球上無法復(fù)制的方式打印獨特的形狀和產(chǎn)品，如類器官或心臟組織。
第三類與干細胞的生產(chǎn)有關(guān)，以及了解微重力如何影響干細胞的一些基本特性。其中一些特性包括效力，即干細胞自我更新的能力，以及分化，即干細胞轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌毎愋偷哪芰Α?/p>
了解太空飛行對干細胞的一些影響可能會導(dǎo)致在沒有重力的情況下制造大量細胞的更好方法。Cedars-Sinai 的科學家將在明年初與 NASA 和私人承包商 Space Tango 一起將干細胞送入太空，以測試是否有可能在低重力環(huán)境下大批量生產(chǎn)。
“雖然我們?nèi)蕴幱谄渲幸恍┭芯康奶剿麟A段，但這已不再屬于科幻小說的范疇，”夏爾馬說。“在接下來的五年內(nèi)，我們可能會看到這樣一種情景，我們會發(fā)現(xiàn)可以以地球上根本不可能的方式制造的細胞或組織。我認為這非常令人興奮。”
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