Home / Vũ trụ bao la / Các nhà khoa học "nuôi" nội tạng người trong không gian để làm gì?

Các nhà khoa học "nuôi" nội tạng người trong không gian để làm gì?

Trạm vũ trụ quốc tế ISS không chỉ phục vụ các sứ mệnh không gian, mà còn là một phòng thí nghiệm cho các sứ mệnh sinh học: trồng các bộ phận cơ thể người.

Việc nuôi cấy nội tạng người trong môi trường không trọng lực có ý nghĩa gì? Mời bạn cùng tìm hiểu câu trả lời qua bài viết dưới đây của chuyên gia tế bào gốc Alysson R. Muotri. Bài báo đăng trên Live Science tháng 7 năm 2020.

Trọng lực có thể là một trở ngại thực sự khi bạn cố gắng nuôi các bộ phận người.
Trọng lực có thể là một trở ngại thực sự khi bạn đang cố gắng nuôi các bộ phận của con người. (Ảnh: Shutterstock)

Đó là lý do tại sao các thí nghiệm không gian rất có giá trị. Nhờ chúng, các nhà khoa học có thêm nhiều góc nhìn mới về sinh học, hiểu rõ hơn về sự hình thành các mô của con người.

Lực hấp dẫn ảnh hưởng đến cách các protein và gen tương tác trong tế bào, tạo ra các mô phân cực, một bước cơ bản trong sự phát triển của các cơ quan tự nhiên ở người. Và đây là cách mà lực hấp dẫn ảnh hưởng đến hành vi của tế bào.

Khi chúng ta tái tạo các mô ba chiều (3D) phức tạp trong phòng thí nghiệm để cấy ghép y tế, trọng lực cản trở chúng ta. Điều này trở nên khó khăn vì thiết bị lò phản ứng sinh học khi được sử dụng trên Trái đất sẽ phải chịu một số hạn chế cố hữu.

Nuôi dưỡng các mô và cơ quan của con người trong phòng thí nghiệm

Để nuôi cấy mô trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học sử dụng giá thể làm bề mặt để các tế bào gắn vào trong một hình dạng cố định đã định trước. Ví dụ, một cấu trúc có hình dạng giống như các tế bào thận sẽ được sử dụng để phát triển một quả thận nhân tạo. Trên thực tế, trong khi chiến lược này giúp phát triển mô trong giai đoạn đầu, có rất nhiều vấn đề về lâu dài, chẳng hạn như phản ứng miễn dịch với các chất hỗ trợ tổng hợp hoặc cấu trúc không chính xác.

Ngược lại, các tế bào có thể tự tổ chức một cách thoải mái thành các cấu trúc ba chiều chính xác mà không cần nền tảng giá đỡ trong điều kiện không trọng lực. Khi lực hấp dẫn được loại bỏ khỏi phương trình, các nhà nghiên cứu như Alysson có thể tìm hiểu những cách mới để nuôi mô người, chẳng hạn như cách phát triển sụn và mạch máu trong môi trường nhân tạo bằng cách mô phỏng sự sắp xếp của tế bào. bào mà không có giá đỡ. Điều kiện không trọng lực là một lợi thế mặc dù đây không phải là điều xảy ra trong tử cung (vì suy cho cùng, tử cung phụ thuộc vào trọng lực).

Hệ thống nuôi cấy sinh học này sẽ giúp các nhà sinh vật học hiểu được không gian ảnh hưởng đến sức khỏe con người như thế nào bằng cách nghiên cứu các tế bào được nuôi cấy trong môi trường vi trọng lực trên ISS.

Và đây là những gì đang xảy ra trên ISS.

Dựa trên những thí nghiệm này, các nhà nghiên cứu sẽ tối ưu hóa mô được phát triển để sử dụng trong khoa học cơ bản, y học cá nhân hóa và cấy ghép cơ bản.

Xem thêm:  Ngôi mộ bí ẩn nằm chính giữa đường phố ở Thổ Nhĩ Kỳ


Hệ thống nuôi cấy sinh học trong môi trường vi trọng lực trên trạm vũ trụ quốc tế ISS (Ảnh: NASA).

Tại sao chúng ta nên sản xuất nội tạng người trong không gian, còn có những lý do khác

Sau khi tham gia các nhiệm vụ không gian dài hạn, cơ thể của các phi hành gia trải qua một loạt các thay đổi sinh lý. Một số trong số chúng có thể đảo ngược theo thời gian, số khác thì không thể, và điều này sẽ thay đổi tương lai du hành vũ trụ của nhân loại.

Chúng ta không chỉ biết những gì đang gây rối với các cơ quan nội tạng của các phi hành gia khi chúng ta nghiên cứu cơ thể của họ trước và sau nhiệm vụ, mà chúng ta còn biết thêm một chút về cơ chế gây ra những thay đổi. ở đó. Vì vậy, nuôi cấy mô người trong không gian bổ sung cho loại nghiên cứu này và cho chúng ta biết các cách để chống lại sự thay đổi.

Cuối cùng, tất cả các dạng sống mà khoa học biết đến đều phát triển trong điều kiện có vi trọng lực. Nếu không có lực hấp dẫn, bộ não của chúng ta có thể đã phát triển theo một quỹ đạo khác, ví dụ như gan của chúng ta sẽ không lọc chất lỏng như trên Trái đất.

Chúng ta có thể dự đoán thai nhi sẽ phát triển như thế nào trong bụng mẹ bằng cách tái tạo hình thành phôi thai người trong không gian. Có một số sáng kiến nghiên cứu đang được tiến hành trên các mô hình não người thu nhỏ trong phòng thí nghiệm của Alysson trên ISS. Các nhà nghiên cứu đã thiết kế mô hình thu nhỏ (não người thu nhỏ) để biết tác động lên não người đang phát triển mà không cần trọng lực. Những dự án này có ngụ ý sâu sắc về sự hoàn thiện trong không gian của con người trong tương lai (liệu con người có thể sinh sản thành công trong không gian?).

Ngoài ra, những nghiên cứu này cũng sẽ cải thiện các thế hệ nội tạng nhân tạo được sử dụng để thử nghiệm các loại thuốc và liệu pháp trên trái đất.

Liệu các phương pháp điều trị tốt hơn cho tình trạng thoái hóa thần kinh phát triển và thoái hóa của hàng triệu người trên thế giới có phải là nhờ nghiên cứu vũ trụ?

Đó là câu hỏi mà Giáo sư Alysson đặt ra để kết thúc bài viết của mình.

Giáo sư Alysson R. Muotri là giáo sư nhi khoa, y học phân tử và tế bào tại Đại học California (San Diego, Hoa Kỳ). Ông là một nhà sinh học tế bào gốc quan tâm đến sức khỏe não bộ và sự tiến hóa. Phòng thí nghiệm của ông nghiên cứu cách não người hình thành bên trong tử cung và những thay đổi trong quá trình này có hậu quả suốt đời như thế nào đối với hành vi của con người như chứng tự kỷ và tâm thần phân liệt. Phát triển tế bào não trong không gian là một phần công việc của phòng thí nghiệm.

Cập nhật: 27/01/2021 Theo vnreview

About Editor Admin

Check Also

Rùng mình thứ làm tuyệt chủng hành tinh dễ sống y như Trái đất

Các nhà khoa học đang tiến gần hơn đến bằng chứng hành tinh đỏ từng …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *