AstroCardia項(xiàng)目將微型3D打印心臟送入太空，進(jìn)行衰老研究

2023年9月，南極熊獲悉，五家比利時(shí)公司和研究中心正在聯(lián)手參與AstroCardia項(xiàng)目，該項(xiàng)目將把3D生物打印心臟和循環(huán)系統(tǒng)送入太空，以研究心臟健康和衰老。 Space Applications Services、SCK CEN: The Belgian Nuclear Research Centre、QbD Group、BIO INX和Antleron正在開發(fā)人造心臟，將于 2025 年發(fā)送到國(guó)際空間站 (ISS)。



隨著人們年齡的增長(zhǎng)，患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加，但目前科學(xué)界仍然缺乏任何可靠的模型來(lái)揭示潛在的生物過(guò)程。據(jù) AstroCardia 稱，太空是科學(xué)家研究心臟衰老的更好環(huán)境。

Space Applications Services公司研究員Hilde Stenuit表示:“隨著年齡的增長(zhǎng)，我們的心臟會(huì)發(fā)生變化。它慢慢變大、變硬，動(dòng)脈鈣化，泵血能力下降。在太空中，應(yīng)力微重力和輻射等因素會(huì)導(dǎo)致這些老化過(guò)程發(fā)生得快20倍。所以在太空中可以加快時(shí)間，提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)來(lái)獲得我們?cè)诘厍蛏蠠o(wú)法獲得的研究成果。我們開發(fā)的平臺(tái)將允許研究驅(qū)動(dòng)心臟衰老的機(jī)制，這項(xiàng)研究將完全自動(dòng)化，并且可以遠(yuǎn)程操作�！�

據(jù)參與該項(xiàng)目的人員稱，深入檢查活人心臟以及與之相關(guān)的所有過(guò)程“實(shí)際上是不可能的”。這就是研究人員目標(biāo)生物打印微型“芯片心臟”并圍繞其構(gòu)建人工循環(huán)系統(tǒng)的原因。心臟芯片是一塊幾平方毫米的芯片，上面印有心肌細(xì)胞�！澳�水”由生物材料和干細(xì)胞組成，可以發(fā)育成體內(nèi)任何可能的細(xì)胞，這些細(xì)胞開始分裂并組織成正在發(fā)育的人類心臟模型，稱為心臟類器官。


△AstroCardia 任務(wù)控制中心

人工循環(huán)系統(tǒng)為心臟提供刺激、氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，直到其成熟并開始跳動(dòng)，之后科學(xué)家們就可以開始對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。主要測(cè)試將于 2025 年在國(guó)際空間站上進(jìn)行。國(guó)際空間站的測(cè)試將把芯片心臟設(shè)備發(fā)射到太空并保持至少六周的壽命。在此期間，它們將受到實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦這些設(shè)備返回地球，QbD和核研究中心SCK CEN的研究人員將對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)分析。通過(guò)太空實(shí)驗(yàn)，該項(xiàng)目的合作伙伴希望研究發(fā)達(dá)的心血管系統(tǒng)暴露在太空環(huán)境中是否可以作為心臟衰老的科學(xué)模型。



SCK CEN 放射生物學(xué)專家 Kevin Tabury 博士說(shuō)道：“微型心臟只有奇亞籽大小，但卻可以真實(shí)地模仿人類的心臟。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)將使更好地研究心血管疾病并測(cè)試一些潛在的藥物成為可能。最大的優(yōu)勢(shì)是可以通過(guò)使用患者本身的干細(xì)胞進(jìn)行個(gè)性化制造，就可以培育出患者心臟的微型版本，這將代表個(gè)性化醫(yī)療的巨大飛躍！”

根據(jù)該項(xiàng)目，該核研究中心尚未處于 AstroCardia 的實(shí)驗(yàn)階段，并且長(zhǎng)期以來(lái)一直在研究輻射對(duì)心臟衰老的影響，在放射治療和太空探索的背景下進(jìn)行了研究。

AstroCardia 團(tuán)隊(duì)表示，要將微型心臟模型通過(guò) 3D 生物打印技術(shù)植入芯片，專業(yè)材料是“絕對(duì)必須的”。整個(gè)過(guò)程需要具有微米精度的3D生物打印機(jī)、活干細(xì)胞和“生物墨水”。參與該項(xiàng)目的公司聯(lián)盟依靠比利時(shí)初創(chuàng)公司 BIO INX 將干細(xì)胞開發(fā)成可打印的東西。BIO INX 首席執(zhí)行官 Jasper van Hoorick 表示：“類比于砌墻，干細(xì)胞是磚塊、生物墨水是砂漿。生物墨水是一種凝膠，它使細(xì)胞可打印，并且它們可以在打印期間和打印后在其中存活。”

Antleron 首席執(zhí)行官 Jan Schrooten 表示：“這個(gè)項(xiàng)目為心臟類器官的生理學(xué)提供了一些有價(jià)值的見解。因此，打印微型心臟的芯片能夠應(yīng)對(duì)太空中的極端條件是非常重要的，我們很榮幸能夠利用我們的知識(shí)為此做出貢獻(xiàn)�！�

ObD 首席信息官 Martijn Reniers 補(bǔ)充道：“通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，我們的目光不斷放的長(zhǎng)遠(yuǎn)，已經(jīng)關(guān)心社會(huì)明天將面臨的問(wèn)題。健康的心臟不僅對(duì)于目前患有心血管疾病的人很重要，對(duì)于探索太空的健康宇航員也很重要。”