11 апреля в Гиперкубе Инновационного центра «Сколково» впервые прошел ежегодный международный симпозиум по биопринтингу «Биофабрикация в космосе: новые возможности проведения биологических экспериментов», на котором обсуждались новейшие разработки в создании клеточных моделей с помощью биопринтеров. Конференция, посвященная созданию живых тканевых и органных конструктов в космическом пространстве, собрала под одной крышей признанных мировых специалистов в сфере биологии и цифровой медицины.
Симпозиум, собравший более 250 участников, был организован Фондом «Сколково» совместно с медицинской компанией «ИНВИТРО», а также компанией «Лаборатория биотехнологических исследований «3Д Биопринтинг Солюшенс» и Госкорпорацией «Роскосмос».
В конференции участвовали ученые из России, Германии, США, Италии, Турции и Индии, а также представители Роскосмоса, японского, китайского и индийского космических агентств. О своих проектах коллегам рассказали ученые из Стэнфордского университета, российского Института медико-биологических проблем, Лаборатории технологий регенеративной медицины в Италии, Технологического института Измира и Индийского технологического института.
Основное внимание было уделено биологическим исследованиям в условиях микрогравитации, то есть в космическом пространстве. На симпозиуме обсудили новейшую технологию создания органных конструктов — так называемое «формативное» производство. Для данного метода необходимо отсутствие гравитации, поэтому для его тестирования необходимо провести эксперименты в космосе. Учёные также рассказали о возможности печати в космосе чувствительных к радиации тканей и органов, что позволило бы оценить последствия нахождения в космосе космонавтов и его неблагоприятное воздействие на организм при полётах на Луну и Марс. Кроме того, микрогравитация используется для экспериментов в лечении болезней щитовидной железы и нескольких видов рака. Также некоторые эксперименты установили, что в условиях космоса количество раковых клеток сокращается.
По словам проектного менеджера Кластера биомедицинских технологий Фонда «Сколково» Саны Кагермазовой, возможность печати органов в космосе открывает совершенно новую эру в глобальной медицине. «Биопринтинг является одной из тех прорывных технологий, образовавшихся на стыке наук, которые в будущем позволят перенести регенеративную медицину в совершенно новые качественные и временные реалии», - отметила она.
Одним из первопроходцев в биопечати органов стал резидент «Сколково» компания «3Д Биопринтинг Солюшенс», которая представила на конференции результаты своих последних экспериментов.
Сколковский резидент «3Д Биопринтинг Солюшенс» - один из лидеров в области печати органов и на Земле, и в космосе. Фото: Sk.ru
Вице-президент фонда «Сколково» по инновациям Кирилл Каем рассказал о значении космических экспериментов, отметив, в частности, роль «3Д Биопринтинг Солюшенс» в развитии технологий биопечати: «Я, как и все, любил читать научную фантастику в детстве. Тогда мне и в голову не могло прийти, что сейчас я буду стоять на сцене и открывать симпозиум о биофабрикации в космосе. Когда мы учились, подобные проекты казались нам абсолютно фантастическими и невыполнимыми. Даже в самых смелых мечтах было сложно представить, что мы будем обсуждать возможности печати тканей и органов в условиях микрогравитации или нулевой гравитации в космосе. Мы начали поддерживать «3Д Биопринтинг Солюшенс» в 2013 году. Проект представляет особую важность для Фонда «Сколково» и для Роскомоса, который приложил много усилий для его реализации, и в первую очередь для «3Д Биопринтинг Солюшенс», которая является драйвером этого процесса».
Научный руководитель лаборатории биотехнических исследований компании Владимир Миронов рассказал о впечатляющих результатах работы компании за последние два года. «Мы разработали концепцию биопечати, протестировав ее сначала на двухмерных, а потом на трехмерных объектах. Затем разработали концепцию печати органов. Таким образом, сейчас мы можем печатать в том числе и трубчатые органы, например кровеносные сосуды. Кроме того, мы создали первый отечественный трехмерный биопринтер, который позволяет печатать трехмерные ткани из живых клеток и биоматериалов, с помощью робота, с применением цифровой модели», - подчеркнул Владимир Миронов.
Также компания представила первый в мире биопринтер «ОрганАвт», на котором планируется проводить эксперименты по созданию хрящевой ткани и щитовидной железы. Планируется, что принтер будет отправлен на российский сегмент МКС в 4-м квартале этого года. Стоит отметить, что компания входит в мировую тройку биопринтинговых компаний, которая смогла напечатать секретирующие органные конструкты. Жизнеспособность и функциональность этих конструктов была доказана на животных моделях. Специалистам компании удалось напечатать конструкты щитовидной железы, которые были пересажены животным и смогли успешно функционировать.
Как рассказал соучредитель и управляющий партнёр компании «3Д Биопринтинг Солюшенс» Юсеф Хесуани, на сегодняшний день технология биопечати позволяет создавать объекты как для фармакологии, так и для инвазивной медицины, формировать сложные с точки зрения геометрии структуры, а также автоматизировать и стандартизировать этот процесс. Таким образом, по цифровой модели, заложенной в программу, можно будет повторить сотни и тысячи таких структур, пояснил Хесуани.
По его словам, эксперименты по трехмерной печати кожи, сосудов, хрящей, щитовидной железы и яичников успешно проводятся в лабораторных условиях, однако аналогичные эксперименты в космосе открывают совершенно новые возможности для биомедицины. Аддитивные технологии - технологии печати органов в привычных условиях на Земле - это послойная печать органов, которая принципиально отличается от биопринтинга в условиях микрогравитации. Метод микрогравитации используется для сборки конструктов - при микрогравитации конструкт или орган собирается не послойно, а одновременно с разных сторон. Это и называется «формативным производством». Основным различием между земным и космическим биопринтингом является то, что последний позволяет создавать более сложные трехмерные геометрические структуры.
По словам Хесуани, эксперименты проводятся в космосе в первую очередь потому, что в космическом пространстве объекты левитируют, то есть не касаются стенок лабораторной посуды. На земле такого эффекта можно достичь с помощью применения супермощных магнитов. Компания совместно с голландскими учеными намерена провести несколько экспериментов в условиях естественной микрогравитации в космосе и в условиях искусственной микрогравитации на Земле и сравнить полученные результаты.
Во время международного симпозиума по биофабрикации состоялся сеанс видеосвязи с МКС. Отвечая на вопросы участников симпозиума командир экипажа Антон Шкаплеров отметил, что биомедицинские эксперименты – самые интересные из тех, что они проводят на станции.
