AstroCardia プロジェクト、老化研究のために 3D プリントされた小型心臓を宇宙に送る

Jun 13, 2023

「この研究は完全に自動化されており、遠隔操作が可能です。」

オリバー・ジョンソン著

2023 年 8 月 31 日

10:55

アストロカルディア

ベルギーの5つの企業と研究センターが協力して、アストロカルディアこのプロジェクトには、心臓の健康と老化を研究するために、3D バイオプリントされた心臓と循環系が宇宙に送られることが含まれます。宇宙応用サービス、SCK CEN: ベルギー原子力研究センター、QbDグループ、バイオインクスそしてアントラロンは、2025年に国際宇宙ステーション（ISS）に送られる人工心臓の開発を進めている。

心血管疾患のリスクは年齢とともに増加しますが、AstroCardia プロジェクトによると、その理由について研究者らはまだ部分的に解明されていません。 このプロジェクトでは、科学には根底にある生物学的プロセスを明らかにするための忠実なモデルが存在しないと述べています。 AstroCardia によると、科学者にとって宇宙は心臓の老化を研究するのに適した環境です。

「私たちの心は年齢とともに変化します。 徐々に大きくなり硬くなり、動脈は石灰化してポンプ力が低下します。 宇宙では、応力微小重力や放射線などの要因により、老化プロセスが 20 倍の速さで進行します。 つまり、宇宙では時間を加速させているのです。 そしてそれは、地球上では決して得られない研究結果を得るまたとない機会を私たちに与えてくれます。 私たちが開発するプラットフォームにより、心臓の老化を引き起こすメカニズムの研究が可能になります。 この研究は完全に自動化されており、遠隔操作が可能です」と Space Applications Services の研究者である Hilde Stenuit 氏は述べています。

プロジェクト関係者によれば、生きた人間の心臓とそれに関連するすべてのプロセスを詳しく調査することは「事実上不可能」だという。 これが、研究者らが小型の「ハート・オン・チップ」をバイオプリントし、その周囲に人工循環システムを構築することを目指す理由となった。

ハート・オン・チップは、心筋細胞がプリントされた数平方ミリメートルのチップです。 「インク」は生体材料と幹細胞で構成されており、プロジェクトに従って体内のあらゆる細胞に成長することができます。 細胞は分裂し始め、心臓オルガノイドとして知られる人間の心臓モデルを形成します。

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AstroCardia ミッション コントロール センター

人工循環システムは、心臓が成熟して鼓動し始めるまで、刺激、酸素、栄養素を心臓に供給します。その後、科学者は心臓のテストを開始できます。 主な試験は2025年に国際宇宙ステーション上で実施される。

ISS でのテストでは、ハートオンチップ装置が宇宙に打ち上げられ、少なくとも 6 週間は生き続けることが確認されます。 この期間中、それらはリアルタイムで監視され、装置が地球に帰還すると、QbD と核研究センター SCK CEN の研究者がそれらを詳細に分析します。

宇宙実験により、プロジェクトのパートナーは、開発された心臓血管系を宇宙環境に曝露することが心臓老化の科学的モデルとして機能するかどうかを調査したいと考えている。

「チアシードほどの大きさの小型心臓は、人間の心臓を忠実に模倣しています。 この革新的な技術により、心血管疾患をより適切に調査し、いくつかの潜在的な医薬品をテストすることが可能になります。 最大の利点は、患者自身の幹細胞を使用することでカスタマイズできることです。 したがって、患者の心臓のミニチュア版を成長させることができます。 これは個別化医療における大きな進歩となるでしょう。 それに向けて一緒に頑張っていきます！」 SCK CEN 放射線生物学専門家であるケビン・タベリー博士は次のように述べています。

プロジェクトによると、原子力研究センターはアストロカルディアの実験段階にはなく、心臓の老化に対する放射線の影響を長年研究しており、放射線治療と宇宙探査の両方の文脈で研究を行ってきた。