«Росатом» хочет вырастить паращитовидную железу на МКС

Пока одна корреспондентка «СР» работала на Российском космическом форуме, другая отправилась в институт «Росатома», где готовится уникальный эксперимент: ученые хотят вырастить на Международной космической станции (МКС) паращитовидную железу и пересадить ее лабораторному животному.

Технологиями биофабрикации органов занимаются в Научно-производственном центре медицинских изделий Научно-исследовательского института технической физики и автоматизации (НИИТФА).

В земных условиях биофабрикации мешает сила тяжести, которой нет на орбите. «В космосе клетки свободно самоорганизуются в трехмерные структуры, максимально приближенные к тканям человека,— ​объясняет Ирина Захарова, начальник лаборатории геномных технологий и тканевой инженерии НИИТФА.— ​Это делает космические эксперименты незаменимым инструментом для развития регенеративной медицины».

Экспериментируют с биофабрикацией на МКС с 2019 года разные компании, но пока выращенные в космосе органы никому не пересаживали. Ученые «Росатома» готовы сделать этот шаг.

«Впервые в мире живая функциональная система сложной органной структуры вернется на Землю и будет пересажена животному,— ​говорит Владислав Парфенов, директор Научно-производственного центра медизделий НИИТФА.— ​Скорее всего, мышке. Ей удалят нативную железу и подсадят выращенную, чтобы доказать, что гормональная функция органа работает».

СПРАВКА

Паращитовидные железы — ​парные органы, расположенные позади щитовидной железы. В организме человека их, как правило, четыре. Они выделяют паратиреоидный гормон, который отвечает за регулирование концентрации кальция в крови.

Космический эксперимент планируется провести в 2028 году. Спроектировать оборудование для него нужно уже в этом году, чтобы успеть изготовить и протестировать. Из-за ограниченного пространства модулей МКС и высоких затрат на доставку грузов биофабрикатор должен быть компактным. Кроме того, его нужно адаптировать к экстремальным космическим условиям. И для транспортировки живых клеток понадобятся специальные биокапсулы.

Для эксперимента в НИИТФА получат низкоиммуногенные индуцированные плюрипотентные стволовые клетки — ​последнее слово биоинженерии. Применяя метод редактирования генов CRISPR-Сas, ученые перепрограммируют стволовые клетки человека в универсальные, пригодные для выращивания тканей, которые подойдут любому пациенту и не вызовут иммунного отторжения.

«Космическая часть займет примерно две недели. Мы отправим на МКС живые клетки в ячейках, изолированных друг от друга,— ​продолжает Владислав Парфенов.— ​Космонавт их активирует, поместит в биореактор, где под воздействием физических полей сформируется паращитовидная железа. Некоторое время уйдет на ее дозревание, после образец вернется на Землю».

Как повлияет уникальный эксперимент на ход развития медицины, предсказать сложно. Возможно, в космосе построят фабрику для выращивания тканей. А может, ученые придумают, как создать космические условия в лабораториях на Земле.

Екатерина Блинова
Профессор, заведующая лабораторией молекулярно-клеточных технологий, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

— Экспериментальные исследования в области биологии и медицины в условиях микрогравитации уже доказали свою ценность для понимания ранее неизвестных клеточных механизмов. Эти находки открывают большие перспективы развития регенеративной медицины и использования космических технологий в медицинских исследованиях, в том числе для создания функциональных биоэквивалентов тканей и органов. Кроме того, космическая медицина охватывает широкий спектр фундаментальных наук, таких как радиобиология, физика, биофизика, молекулярная биология. Новые методы космических биотехнологий позволят сформировать перспективные учебно-научные треки для магистрантов и аспирантов ведущих вузов нашей страны.

НА ОРБИТЕ ПОРАБОТАЮТ «ОЛЬГА» С «НАТАЛИЕЙ»

На рубеже 2026 и 2027 годов Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» запустит свой второй спутник — ​«Сварог-1». Он доставит на орбиту разработанный в МИФИ гамма-спектрометр NATALIA. Как объяснил директор Центра космических исследований и технологий МИФИ Евгений Степин, прибор предназначен для наблюдения гамма-всплесков в дальнем космосе (при взрывах сверхновых и слияниях черных дыр), на Солнце и на нашей планете (во время землетрясений и незадолго до них).

«Сварог-1» — ​кубсат стандарта 3U: платформа из трех кубиков, каждый с ребром дециметровой длины. В движение его будет приводить еще одна разработка МИФИ — ​двигатель OLGA на парах сухой воды. «Этот органический реагент, еще известный как фторкетон, в основном применяется в пожаротушении,— ​поясняет руководитель лаборатории плазменных ракетных двигателей Института лазерных и плазменных технологий МИФИ Игорь Егоров.— ​Он нетоксичен, негорюч и безопасен для людей и техники». По сути, это небольшой бак с жидкостью, пары которой стравливаются через клапан в сопло и создают достаточную для кубсата тягу. Двигательная установка с прицелом на недорогие образовательные спутники уже прошла испытания и сейчас дорабатывается.