3D-биопечать в космосе: выращено искусственное мясо

С помощью первого в мире магнитного биопринтера, созданного российскими специалистами, в космосе получили мясо кролика, коровы и рыбы.

В октябре 2019 года на пресс-конференции в Музее космонавтики российская компания 3D-Bioprinting Solutions совместно с «Объединённой ракетной космической корпорацией» (ОРКК) Роскосмоса объявили об успешно проведённом на борту МКС эксперименте по биопечати образцов мяса в условиях микрогравитации.

Образцы мяса были напечатаны из клеток (точнее их конгломератов – сфероидов) коровы, кролика и рыбы, предоставленных израильской компанией Aleph Farms. Пока это кусочки мяса небольшого размера – всего несколько миллиметров, однако они представляют собой не бесформенный фарш, а текстурированную волокнистую ткань. Сейчас она состоит из одного вида клеток – мышечных. В будущем предполагается использовать и другие виды клеток – жировые и эпителиальные.

Для синтеза тканеинженерного мяса на борту МКС компания 3D-Bioprinting Solutions создала компактный магнитный биопринтер Organ.Aut. В его разработке участвовали физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Институт высоких температур РАН, НИИ Материаловедения имени Ю.А. Малинина, Институт медико-биологических проблем РАН и др.

Главное отличие магнитного биопринтера – возможность объёмной печати, а не послойной. Как объяснил Юсеф Хесуани, управляющий партнер 3D-Bioprinting Solutions, объект формируется в магнитной ловушке сразу со всех сторон: клетки, из которых «строится» мясо, левитируют в пространстве. Он добавил, что сейчас 95% биопринтеров в мире применяют экструзионные технологии, в разработанном же принтере используется формативная технология. Микрогравитация в данном методе используется как триггер – в её условиях клетки быстро слипаются друг с другом. Другие космические агентства (НАСА и ЕКА), используя аддитивные технологии для биопечати, вынуждены преодолевать микрогравитацию, нередко получая эффект «Пизанской башни». (Напомним, что прошедшим летом ЕКА сообщало об успешной биопечати на борту МКС кусочков кожи и сердечной ткани). Биопечать в магнитном биопринтере избавляет от проблемы «заваливания» конструкции.

Эксперименту в космосе предшествовали опыты на разработанном магнитном биопринтере в земных условиях, в которых участвовали (и одновременно обучались) и космонавты Олег Кононенко и Олег Скрипочка, проводившие эксперимент на МКС.

Исполнительный директор АО «ОРКК» Николай Бурдейный отметил необычайно большую скорость подготовки космического биологического эксперимента – всего полтора года. По его словам, обычно сложные биологические эксперименты готовятся восемь – десять лет. Олег Кононенко отметил хорошую эргономику магнитного биопринтера и рассказал, что «лимитирующей стадией» эксперимента была доставка на борт клеточного материала. Клеточные сфероиды при транспортировке помещают в специальные кюветы, конструирование которых, по словам Ю. Хесуани, потребовало от разработчиков довольно много усилий: кюветы должны быть абсолютно герметичны и стерильны, содержать несколько слоёв защиты, для чего используются разные материалы – металлы и пластики.

Юсеф Хесуани рассказал, что на новом биопринтере в космическом эксперименте не только синтезировали тканеинженерное мясо, но и выращивали биоплёнки бактерий. Исследователи планируют испытывать такие бактериальные плёнки на развитие у них в процессе роста устойчивости к антибиотикам.

В ближайших планах разработчиков – создание магнитно-акустического биопринтера, который даст возможность получать более сложные тканеинженерные конструкции. Разработкой такого принтера занимаются специалисты физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Эксперимент на новом аппарате запланирован уже на 2020 год.

Источник