Un cosmonauta a bordo de la Estación Espacial Internacional acaba de ensamblar, por primera vez, cartílago humano en el espacio. Los resultados fueron publicados en Sciences Advances.
La hazaña se logró utilizando un dispositivo de bioensamblaje de levitación magnética instalado a bordo de la estación. Esta máquina permite que grupos de células humanas se ensamblen en estructuras de tejido, sin el uso de un andamio físico.
«Uno podría imaginar no muy lejos en el futuro que si colonizamos Marte o hacemos viajes espaciales a largo plazo, podríamos querer hacer experimentos donde construyamos tejidos funcionales en el espacio y probarlos en entornos extraterrestres», sostiene Utkan Demirci, investigador en Stanford y coautor del estudio.
Bioimpresoras en microgravedad
Si bien es cierto que las bioimpresoras son una realidad en la Tierra, en el espacio enfrentan otros obstáculos como la microgravedad. Bajo estas condiciones no se puede contar con la gravedad habitual que experimentamos a diario, la cual ayuda en todo el proceso de impresión.
Para vencer esta dificultad, el nuevo proceso utiliza el magnetismo dentro de la máquina de ensamblaje. De esta manera, se pueden contrarrestar los efectos de la microgravedad e imprimir objetos como células de cartílago.
Este método, que usa la levitación magnética, implica suspender un objeto sin otro soporte que no sea la fuerza magnética.
«El bioensamblaje levitacional magnético de construcciones de tejido tridimensionales (3D) representa […]un avance conceptual alternativo en la ingeniería de tejidos», describen los investigadores.
Las células en sí no son magnéticas, por eso fueron colocadas en un fluido paramagnético. De esta manera, el equipo podría manipular las células vivas a su antojo, ensamblándolas en estructuras de tejido 3D y organoides.
Paso a paso
Para llevar el experimento hasta la Estación Espacial Internacional (ISS), el equipo tuvo que desarrollar modelos matemáticos con el fin de investigar la viabilidad de este proceso. En ese sentido, también hicieron las respectivas simulaciones por computadora para ver cómo la microgravedad podría afectar la forma en que se ensamblas las células.
Posteriormente, el equipo, liderado por Vladislav Parfenov, desarrolló esferoides basados en células de cartílago humano. Estos fueron empaquetados y enviados a la ISS junto con un bioensamblador magnético hecho a medida.
En ese momento tuvieron un retraso. El cohete que llevaba el aparato a la ISS explotó. Afortunadamente no hubo ningún herido. En ese entonces, Parfenov y su equipo construyeron otro bioensamblador y lo llevaron en otra nave a la ISS.
Un día después de la llegada del dispositivo a la estación, el cosmonauta Oleg Kononenko realizó el experimento.
Esta es la primera vez que células han sido ensambladas y biofabricadas en el espacio.
«La gente ha estado haciendo experimentos biológicos y cultivando células en el espacio, pero poder ensamblar estos bloques de construcción en estructuras más complejas utilizando una herramienta de biofabricación, es la primera vez», explica Demirci.
Según él, estos experimentos podrían ayudar a la investigación sobre las interacciones celulares que benefician la vida en la Tierra.
«En ausencia de gravedad, las células y las proteínas se comportan de manera muy diferente», concluye Demirci.
Fuente: IEEE Spectrum