Astronautas cultivarán hígados en el espacio, donde la microgravedad podría ayudarles a prosperar
Mini hígados volarán a bordo de la Estación Espacial Internacional en un estudio próximo sobre si la microgravedad puede fomentar el crecimiento de tejido sano con un suministro adecuado de sangre.
Es un esfuerzo que podría llevar a potencialmente a tejidos y órganos personalizados cultivados en el espacio para su uso en cirugías de trasplante, dicen los científicos. En dos experimentos próximos, los investigadores planean probar cuán bien crece el tejido hepático en microgravedad, así como ensayar nueva tecnología diseñada para mantener este tejido vivo pero superenfriado para su viaje de regreso a la Tierra.
"Mi objetivo final para estos tejidos, si están haciendo lo que imaginamos y esperamos que puedan convertirse con la ayuda de la microgravedad, es utilizar estos tejidos para terapia", dijo la Dra. Tammy Chang, profesora de cirugía en la Universidad de California, San Francisco. El tejido podría ser trasplantado para tratar una variedad de enfermedades y trastornos de la función hepática, comentó Chang.
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Cultivar tejidos en platos de laboratorio en la Tierra puede ser un desafío, en parte porque la gravedad hace que las células entren en contacto con el fondo de un plato. La gravedad también coloca a las células bajo estrés cortante porque, para mantener las células suspendidas a medida que crecen, su plato necesita ser agitado. En la naturaleza, después de todo, los órganos emergen en un embrión en desarrollo mientras flota en líquido amniótico en el útero, o en el colchón de líquido proporcionado por un huevo.
Estos desafíos omnipresentes con la gravedad han llevado a los investigadores a desarrollar bioreactores rotatorios que simulan un entorno de baja gravedad al girar muy rápidamente. Esto permite que los tejidos y órganos en miniatura, o "organoides", crezcan en condiciones artificiales, pero estos recipientes rotativos también ponen estrés en los tejidos, especialmente a medida que los grupos de células dentro de ellos aumentan de tamaño.
Chang y sus colegas piensan que los organoides podrían crecer mejor en un entorno de microgravedad sostenido y de alta calidad, como el que se encuentra en la Estación Espacial Internacional.
"Estos organoides que son típicamente del tamaño de 200 micrones de diámetro, que es 0.2 milímetros [0.008 pulgadas], podrán organizarse aún más e interactuar entre sí para desarrollar tejidos más grandes y, en particular, tejidos que estén vascularizados", dijo Chang, quien presentó su investigación en el Congreso Clínico del Colegio Americano de Cirujanos 2024 en San Francisco. Los tejidos vascularizados están imbuidos de muchos vasos sanguíneos.
Para cultivar sus organoides hepáticos en la era del espacio, Chang y su equipo usan "células madre pluripotentes inducidas", que son células adultas reprogramadas para ser células madre que pueden dar lugar a diferentes tipos de tejido. Luego, los investigadores inducen estas células madre ingenieras a transformarse en células hepáticas y hacen crecer las células en un bioreactor esférico especial, llamado Tissue Orb. Este reactor esférico tiene un conducto central que imita un vaso sanguíneo en su centro. Nutrir organoides con este tipo de sistema circulatorio es clave para cultivar piezas más grandes de tejido.
"Nuestro concepto es que estos organoides en la cámara principal pueden coalescer e interactuar con el conducto central y desarrollar un tejido vascularizado más complejo y grande", dijo Chang.
El próximo experimento de tejido hepático volará a la ISS a principios de 2025. Los tejidos crecerán a bordo de la estación durante dos semanas y luego serán fijados —establecidos en una solución preservativa— para análisis de regreso en la Tierra. Un segundo experimento, que probablemente tendrá lugar más tarde en 2025 o a principios de 2026, probará un sistema de superenfriamiento para traer de vuelta tejidos vivos a la Tierra.
Estos mini hígados no son los primeros organoides cultivados a bordo de la ISS. Los investigadores están utilizando organoides cultivados en el espacio para investigar preguntas que van desde cómo envejece el cerebro hasta cómo se desarrolla el cáncer y responde a los medicamentos.
"Es muy emocionante tener un experimento yendo a bordo de la ISS", dijo Chang.
