Se vorremo prendere sul serio i viaggi nello spazio a lungo termine, sarà essenziale riuscire a riparare gli infortuni, e questo non è più un concetto lontano: un cosmonauta a bordo della Stazione Spaziale Internazionale ha appena progettato come riprodurre una cartilagine umana nella microgravità dello spazio.
Esistono già bioprinter che possono produrre tessuto umano sulla Terra, ma si basano sulla gravità e sugli scaffold per ricostruire le cellule della cartilagine. La parte intelligente del nuovo processo interessa il magnetismo come sostituto della gravità, all’interno di una macchina di assemblaggio su misura.
Con l’aiuto del magnetismo, gli effetti della microgravità e dell’accelerazione possono essere contrastati e alcune materie, come le cellule della cartilagine, possono essere sviluppati proprio in questo ambiente: mentre le cellule stesse non sono magnetiche, lo è il fluido nell’assemblatore, che può essere usato per manipolare il tessuto.
Prima degli esperimenti a bordo dell’ ISS, gli scienziati hanno sviluppato modelli matematici e simulazioni al computer per studiare la fattibilità del processo, osservando come la microgravità potrebbe influenzare il modo in cui le cellule sono state assemblate. Il team ha quindi sviluppato sferoidi basati su cellule di cartilagine umana, che sono state confezionate e inviate all’ISS insieme a un bioassemblatore magnetico su misura.
A bordo della ISS, il processo di fabbricazione ha richiesto il raffreddamento degli sferoidi della cartilagine per liberarli dalla loro confezione di idrogel, prima che fossero inseriti nel bioassemblatore per essere assemblati nella forma corretta. Il cosmonauta Oleg Kononenko ha eseguito l’esperimento.
“Le persone hanno fatto esperimenti biologici e coltivano cellule nello spazio, ma sono state in grado di assemblare questi blocchi costitutivi in strutture più complesse utilizzando uno strumento di biomanificazione“, ha detto il radiologo Utkan Demirci, dell’Università di Stanford. Lo stesso metodo di assemblaggio magnetico potrebbe persino essere usato per costruire nello spazio materiali di natura sia biologica che inorganica. Potremmo persino sostituire le ossa durante le missioni nello spazio.
Tuttavia, bisogna impegnarsi ancora di più nella ricerca per ottenere questo risultato e soprattutto avere un equipe preparata per compiere questi lavori nello spazio: strumenti delicati e viaggi nello spazio non si mescolano bene e le macchine devono raggiungere un certo livello di robustezza per sopravvivere al viaggio.
Anche con le sfide ingegneristiche future, lo studio indica metodi che potrebbero “far progredire significativamente l’ingegneria dei tessuti”.
Con i progressi compiuti nella coltivazione di carne e frutta nello spazio, un viaggio su Marte sembra sempre meno scoraggiante: “In futuro non si potrebbe immaginare che se colonizzeremo Marte o viaggeremo nello spazio a lungo termine, potremmo voler fare esperimenti in cui costruiamo tessuti funzionali nello spazio e testarli in ambienti extraterrestri“, ha spiegato Demirci.
La ricerca è stata pubblicata su Science Advances.
