KENNEDY SPACE CENTER, FLORIDA – Con il prossimo volo di rifornimento diretto alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), lo Space Hub dell’Università di Zurigo (UZH) e Airbus Defence and Space stanno portando un esperimento nello spazio, che ha lo scopo di far progredire ulteriormente la produzione industriale di tessuto umano in condizioni di gravità zero. Con questo passo, lo spazio potrebbe diventare un laboratorio per la produzione di tessuti umani in miniatura per uso terrestre nella ricerca e nella medicina. I primi test preparatori sulla ISS svolti 18 mesi fa hanno avuto successo.
Il processo per il progetto congiunto “3D Organoids in Space” viene dagli scienziati di Zurigo Oliver Ullrich e Cora Thiel, pionieri nella ricerca su come la gravità influenza le cellule umane. Insieme ad Airbus, hanno sviluppato il processo fino alla maturità del progetto. Il team di AirbusInnovations guidato dal project manager Julian Raatschen sta sviluppando l’hardware e fornendo l’accesso alla ISS. Dall’idea al primo test di produzione nello spazio, i partner del progetto hanno impiegato solo tre anni per completare varie fasi di test e procedure di selezione interna altamente competitive. “Siamo i primi a dimostrare che il percorso verso la produzione nello spazio è fattibile, non in teoria, ma in pratica”, dice Oliver Ullrich.
Migliorare lo sviluppo dei farmaci e ridurre i test sugli animali
Oliver Ullrich, professore di anatomia all’UZH, la biologa Cora Thiel e Airbus stanno usando la microgravità nello spazio per far crescere tessuti tridimensionali simili a organi – i cosiddetti organoidi – da cellule staminali adulte umane. “Sulla Terra, gli organoidi tridimensionali non possono essere prodotti senza scheletri di supporto a causa della gravità”, spiega Thiel.
Tali organoidi 3D sono di grande interesse per le aziende farmaceutiche. Gli studi tossicologici potrebbero così essere condotti direttamente su tessuti umani senza la necessità di modelli animali. Gli organoidi cresciuti dalle cellule staminali dei pazienti potrebbero anche essere utilizzati in futuro come blocchi di costruzione per la terapia di sostituzione dei tessuti per gli organi danneggiati. Questo perché il numero di organi donati è lungi dall’essere sufficiente a soddisfare la domanda mondiale di migliaia di organi da donare.
Organoidi 3D cresciuti nello spazio
La ricerca condotta nel marzo 2020, quando 250 provette contenenti cellule staminali umane hanno trascorso un mese sulla ISS, ha avuto molto successo: strutture differenziate di fegato, ossa e cartilagine simili a organi si sono sviluppate come previsto dalle cellule staminali del tessuto in microgravità a un’altitudine di 400 chilometri. Al contrario, le colture create sulla Terra, cresciute come controlli in condizioni di gravità normale, non hanno mostrato alcuna o solo una minima differenziazione cellulare.
Solidità e fattibilità
Nella missione attuale, le cellule staminali dei tessuti di due donne e due uomini di età diverse vengono inviate nello spazio. Così facendo, i ricercatori stanno testando quanto sia solido il metodo quando si usano cellule di diversa variabilità biologica. Si aspettano che la produzione sia più facile e più affidabile in microgravità rispetto all’utilizzo di strutture di supporto per crescere sulla Terra. “Attualmente, l’attenzione si concentra sui problemi di ingegneria della produzione e sul controllo della qualità”. Per quanto riguarda la commercializzazione prevista, dobbiamo ora scoprire per quanto tempo e in che qualità possiamo mantenere gli organoidi cresciuti nello spazio in coltura dopo il loro ritorno sulla Terra”, dice Ullrich.
“Se avrà successo, la tecnologia potrà essere ulteriormente sviluppata e portata a maturità operativa. Airbus e l’UZH Space Hub possono così dare un ulteriore contributo al miglioramento della qualità della vita sulla Terra attraverso soluzioni basate sullo spazio”, dice il project manager di Airbus Raatschen.
Il materiale campione tornerà sulla Terra all’inizio di ottobre. I primi risultati sono attesi da novembre.
