Проведення часу у космосі супроводжується серйозними викликами. Один із найважчих полягає в тому, що тіло астронавтів починає руйнуватися. М’язи скорочуються, кістки слабшають, а з часом відсутність гравітації завдає організму значної шкоди. Навіть за умови щоденних багатогодинних тренувань астронавти втрачають м’язову масу та силу значно швидше, ніж на Землі. Щоб зрозуміти, як цьому запобігти, науковцям потрібен точніший спосіб вивчення процесів, що відбуваються в організмі. А це означає — знайти методи дослідження людських тканин у справжніх умовах мікрогравітації. Друк м’язів працює краще у космосі Команда вчених експериментує з 3D-друком м’язових тканин у стані невагомості. На Землі створити подібну структуру вкрай складно: навіть найдрібніші волокна часто руйнуються під власною вагою ще до того, як встигають затвердіти. Гравітація тягне живі клітини всередині матеріалу донизу, спотворюючи форму тканини. У космосі — або точніше, в умовах мікрогравітації — ця проблема зникає. Без сили тяжіння науковці можуть створювати моделі м’язів, які набагато точніше відтворюють реальну людську тканину. Система друкує м’язову тканину за секунди Щоб реалізувати це, дослідники з ETH Zurich розробили нову систему під назвою G-FLight (скорочено від Gravity-independent Filamented Light). Її випробовували під час коротких параболічних польотів, коли гравітація зникає приблизно на 20 секунд. Під час цих польотів команда надрукувала м’язову тканину у фазах невагомості. Результати показали, що надруковані у мікрогравітації зразки мали таку ж життєздатність клітин і кількість м’язових волокон, як і ті, що створені на Землі. Процес виявився надзвичайно швидким: система формувала готову тканину буквально за секунди. Ба більше, дослідники довели, що використовувані матеріали можна довго зберігати — це робить технологію практичною для майбутніх космічних місій. Чому невагомість створює кращі моделі Для друку тканин учені застосовують так зване біочорнило — суміш живих клітин і м’якого гелеподібного матеріалу. На Землі клітини в цьому чорнилі часто осідають або зміщуються, утворюючи нерівномірні, спотворені структури. У мікрогравітації все залишається на місці. Біочорнило зберігає форму, а надрукована тканина стає максимально схожою на справжню м’язову. Це має велике значення, адже саме такі моделі використовують для тестування нових методів лікування. Якщо модель неточна, результати експериментів будуть ненадійними. Вирощування органів на орбіті Це досягнення наближає людство до 3D-друку складних тканин і навіть цілих органоїдів у космосі. Органоїди — це крихітні спрощені моделі реальних органів, які імітують їхню структуру й функції. Досліджуючи їх, науковці можуть спостерігати, як розвиваються хвороби на клітинному рівні. Такі «мініоргани» також допомагають безпечніше тестувати нові ліки, пропонуючи точніші моделі, ніж експерименти на тваринах або ізольованих клітинах. Новий етап у дослідженні здоров’я у космосі Дослідники планують продовжити експерименти на борту Міжнародної космічної станції або майбутніх орбітальних платформ. «Успішне створення м’язової тканини в умовах мікрогравітації — це важливий крок уперед для біомедицини та космічних досліджень», зазначають автори роботи. І хоча головна мета — забезпечити здоров’я астронавтів під час тривалих місій, користь цієї технології може стати безцінною і для медицини на Землі. Друк органів у невагомості може допомогти виростити реалістичні людські тканини, що досі залишається серйозним викликом для науки. Це відкриття відкриває новий розділ у дослідженні впливу космосу на організм людини. Можливість вирощувати справжні людські тканини на орбіті — величезний крок до безпечних далеких польотів, зокрема до Місяця та Марса. Розуміння процесів втрати м’язової маси й тестування методів лікування прямо в космосі може одного дня допомогти людям виживати на далеких планетах. Повне дослідження опубліковане в журналі Advanced Science.