دو تیم از دانشمندان موسسه پزشکی احیا فارست ویک (WFIRM) در وینستون کارولینای شمالی، مقام اول و دوم را در چالش بافت عروقی ناسا کسب کرده‌اند. این چالش با هدف تسریع در نوآوری‌های مهندسی بافت برای بهره‌مندی مردم امروز روی زمین و کاوشگران فضایی در آینده است.
در این رقابت هر یک از شرکت کنندگان روش‌های مختلفی برای ایجاد بافت‌های کبدی انسان رشد یافته در آزمایشگاه بکار گرفتند. این بافت به اندازه کافی قوی است که بتواند زنده بماند و از راه‌های مشابه با بدن انسان عمل کند. تیم‌ها هر کدام از تکنیک‌های چاپ سه بعدی متنوعی برای ساختن یک بافت مکعبی شکل با ضخامت حدود یک سانتی متر و توانایی کارکرد ۳۰ روز در آزمایشگاه استفاده کردند.
تیم وینستون اولین تیمی که تحت قوانین چالش آزمایش خود را به پایان رساند، ۳۰۰ هزار دلار دریافت کرد و حالا این فرصت را دارد که تحقیقات خود را در آزمایشگاه ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) پیش ببرد. تیم WFIRM جایزه دوم را به مبلغ ۱۰۰ هزار دلار دریافت کرد. دو تیم وابسته به سازمان‌های دیگر همچنان برای کسب مقام سوم و ۱۰۰ هزار دلار باقی مانده رقابت می‌کنند.
این تحقیق ممکن است به رشد و بقای طولانی مدت بافت‌های ضخیم سه بعدی برای کاربرد‌های تحقیقاتی و درمانی و در نهایت جایگزینی اعضای بدن کمک کند. در کوتاه مدت آن‌ها می‌توانند آزمایش دارویی و مدل سازی بیماری را تسریع کنند و در حالی که پیشرفت‌های بیشتری برای تحقق آن لازم است، اندام‌های مصنوعی تولیدشده از سلول‌های خود بیمار باعث تغییر زندگی، کاهش لیست انتظار پیوند و پایان دادن به کمبود اندام می‌شود.
جیم روتر، مدیر دستیار فناوری فضایی ناسا گفت: نمی‌توانم بگویم این موفقیت چشمگیری نیست، هنگامی که ناسا این چالش را در سال ۲۰۱۶ آغاز کرد، ما مطمئن نبودیم که حتی یک برنده وجود داشته باشد و این امر بسیار هیجان انگیز خواهد بود که یک روز در مورد اولین پیوند عضو مصنوعی بشنویم.
بافت‌های موجود در بدن برای تامین مواد مغذی و اکسیژن به سلول‌ها و حذف زباله‌های متابولیکی به رگ‌های خونی متکی هستند. از آنجا که بازآفرینی این فرآیند در بافت‌های مهندسی شده آسان نیست، ناسا از تیم‌های شرکت کننده خواست تا استراتژی‌هایی برای ساخت بافت‌هایی با رگ‌های خونی مصنوعی کاربردی تهیه و آزمایش کنند.
تیم‌های برنده از فناوری‌های چاپ سه بعدی برای ایجاد قالب‌های ژل مانند یا داربست‌ها با شبکه‌ای از کانال‌ها برای حفظ اکسیژن و سطح مواد مغذی کافی برای زنده نگه داشتن بافت‌های ساخته شده برای آزمایش‌های ۳۰ روزه استفاده کردند، همانطور که در قوانین چالش مشخص شده است. وینستون و WFIRM از طرح‌های مختلف چاپ سه بعدی و مواد مختلف برای تولید بافت‌های زنده استفاده کردند که انواع سلول‌های موجود در کبد انسان را در خود جای داده است.
لین هارپر، مدیر این چالش در مرکز تحقیقات آمز ناسا در سیلیکون ولی، گفت: ارزش یک بافت مصنوعی کاملا به چگونگی تقلید از آنچه در بدن رخ می‌دهد، بستگی دارد. الزامات دقیق بوده و از عضوی به عضو دیگر متفاوت است و این کار را بسیار دقیق و پیچیده می‌کند. تحقیقات حاصل از این چالش ناسا نشانگر یک معیار است: بنیادی کاملا مستند برای ایجاد پیشرفت بعدی.
در فضا می‌توان از این مدل‌ها برای بررسی چگونگی تاثیر اشعه در بدن انسان، اثبات عملکرد اندام در جاذبه کوچک و توسعه استراتژی‌هایی برای به حداقل رساندن آسیب سلول‌های سالم هنگام زندگی یا کار در فضا استفاده کرد. ریز جاذبه همچنین ممکن است در مقایسه با بافت‌های ساخته شده در زمین، ایجاد بافت‌های مهندسی شده حتی بزرگتر و پیچیده‌تری را که شبیه به اعضای بدن انسان هستند، تسهیل کند.
آزمایشگاه ایستگاه فضایی بین‌المللی که توسط مرکز پیشرفت علم در فضا مدیریت می‌شود، با تیم وینستون همکاری خواهد کرد تا استراتژی برنده زمین را برای فضا مطابقت دهد. اگر تحقیقات به ایستگاه برسد ترکیبی از عروق و ریز وزن می‌تواند مجموعه پیشرفت‌های بعدی برای مهندسی بافت در زمین و تولید زیستی در فضا باشد.
روتر گفت: ناسا برای کشور ما از طرق مختلف و گاه غیر منتظره ارزش ایجاد می‌کند. دیدن اینکه چندین تیم موفق شده‌اند یک بافت پیچیده سه بعدی متشکل از چندین سلول انسانی برای زنده ماندن و عملکرد پس از یک ماه به دست آورند، حیرت انگیز و یک قدم امیدوار کننده برای مطالعات مهندسی بافت آینده است.