De eerste stap is om een menselijke meniscus op het ISS te printen. Het uiteindelijke doel is om hele organen in de ruimte te printen, waar het proces niet de weg gezeten wordt door de aardse zwaartekracht.
Afgelopen november werd de geüpgradede BioFabrication Facility, een 3D-bioprinter, de ruimte in geschoten. De eindbestemming? Het internationale ruimtestation. Onderzoekers zijn namelijk voornemens om met behulp van deze 3D-bioprinter een menselijke meniscus (een schijfje van kraakbeen in de knie) te printen. Het is de opmaat naar meer. Want als dit lukt, zullen er over enige tijd misschien wel veel meer menselijke organen in de ruimte worden geprint.
In de ruimte
Je vraagt je misschien af waarom, als we dan toch organen gaan printen, dit niet op aarde kan. Op aarde is het printen van zachte weefsels een uitdaging, met name vanwege de zwaartekracht. Daarom is de 3D-bioprinter, gebouwd door de Amerikaanse luchtvaartfabrikant Redwire, mee naar de ruimte genomen. “De BioFabrication Facility is een baanbrekende technologie die aanzienlijke implicaties kan hebben voor de toekomst van de menselijke gezondheid,” zegt Rich Boling van Redwire. “Geprinte weefsels kunnen niet alleen bij patiënten worden geïmplanteerd, maar ook worden gebruikt voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, wat nieuwe mogelijkheden biedt om behandelingen te testen.”
Volledige meniscus printen
Al in 2019 werd er met de 3D-bioprinter een gedeeltelijke meniscus geprint. En nu is het de bedoeling dat er een volledige menselijke meniscus, op ware grootte, uit de geüpgradede printer komt rollen. Deze nieuwere versie biedt een betere temperatuurregeling, waardoor de bioinkt de ideale dichtheid heeft om zo optimaal mogelijk te printen. Ook is de printer uitgerust met betere camera’s. Vervolgens zal het op het ISS geprinte meniscusweefsel naar de aarde worden gestuurd voor verdere analyse.
Volgens Boling is de meniscus het perfecte weefsel om mee te beginnen. Niet alleen omdat veel mensen knieblessures hebben, maar ook omdat het een goed weefsel is om de BioFabrication Facility te testen. “Dit heeft ermee te maken dat de meniscus geen bloedvaten heeft,” legt Boling uit. “Dit is vaak een uitdaging voor 3D-bioprinters. Op het moment dat we dus een meniscus printen, ben je al dichter bij het echte menselijke weefsel dan wanneer je zou beginnen met het printen van een hart.”
Blessure aan de knie
Als het experiment een succes wordt, zou dat de behandeling van knieblessures kunnen verbeteren. De knie is namelijk niet alleen één van de grootste en meest complexe gewrichten in het lichaam, het raakt ook gemakkelijk geblesseerd. Veel mensen scheuren bijvoorbeeld de meniscus. De huidige behandelingen voor een gescheurde meniscus zijn niet ideaal. Vaak wordt het gescheurde segment verwijderd of gerepareerd. Maar dit leidt in veel gevallen tot een verhoogd risico op artritis en in sommige gevallen moet de hele knie zelfs vervangen worden. De hoop is dat het onderzoek op het ISS zal leiden tot de ontwikkeling van effectievere manieren om gescheurde weefsels te behandelen.
Hartweefsel
Overigens is dit niet het enige veelbelovende medische experiment dat op het ISS wordt uitgevoerd. Over enkele dagen zullen namelijk ook monsters van het menselijk hart worden gelanceerd. Het doel van dit project is om het effect van de microzwaartekracht van de ruimte op het weefsel te bestuderen. Mogelijk kunnen de resultaten leiden tot nieuwe behandelingen voor hartaandoeningen.
Nier
Al met al vinden er dus baanbrekende onderzoeken in de ruimte plaats, die de geneeskunde weer een stap vooruit helpen. Boling hoopt dat als het experiment met de meniscus een succes wordt, er uiteindelijk zelfs veel meer organen in de ruimte geprint zullen worden. Een nier bijvoorbeeld, en misschien ooit wel een hart.
Maar zo ver is het nu nog lang niet. Op korte termijn zou de BioFabrication Facility wel een waardevol hulpmiddel kunnen zijn bij het testen van de werking van medicijnen. Met de 3D-bioprinter kunnen er namelijk organoïden worden geprint; kunstmatig gekweekte miniatuurorganen. Ze worden buiten het lichaam gemaakt uit stamcellen, die zodanig geprogrammeerd worden dat ze uitgroeien tot een verkleinde en versimpelde, maar functionele versie van het echte, biologisch orgaan. Deze organoïden kunnen vervolgens worden gebruikt om nieuwe geneesmiddelen te testen, wat mogelijk cruciale kennis kan opleveren over de behandeling van ziektes.
