NASA Bioprinting-Methode “Magnetic 3D Cell Culturing” könnte Krebsforschung fördern
Die Forschung des BioServe Space Technologies Zentrum, einem NASA Forschungszentrum an der University of Colorado, bringt die Krebsforschung an ihre Grenzen. In deren neuen Forschungsprojekt “Magnetic 3D Cell Culturing” kommt eine auf der Erde entwickelte Bioprinting-Technik zum Einsatz, um an Board der Internationalen Raumstation realistisch strukturierte Krebszellen zu entwickeln, welche die Krebsbehandlung fördern sollen.
Während Krebszellen im menschlichen Körper zu sehr komplexen Strukturen wachsen, werden in vitro gezüchtete Krebszellen aus dem Labor auf Schichtstrukturen beschränkt. Die Forscher des BioServe Space Technologies Zentrum wollen mit ihrer Methode Krebszellen erschaffen, welche denen des menschlichen Körpers mehr ähneln.
“Diese Technologie ermöglicht es uns, Zellen im Weltraum in einer Weise zu behandeln, die derzeit nicht möglich ist”, erzählte Projektleiter Luis Zea, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei BioServe Space Technologies. “Wir können es benutzen, um Zellen zu manipulieren und sicherzustellen, dass sie dort sind, wo wir sie wollen.
Dank der selbstentwickelten Bioprinting-Methode “Magnetic 3D Cell Culturing” haben die Wissenschaftler festgestellt, dass die Mikrogravitation auf der Raumstation bei der Entwicklung mehr realistischer 3D-Krebszellen-Strukturen nützlich sein kann. Durch deren Bioprinting-Methode in Kombination mit Magnetismus ist es den Forschern möglich, die Bewegungsabläufe der Zellen effektiv zu kontrollieren.
Goldatome werden in einer Polymermatrix auf einer Kultur menschlicher Lungenkrebszellen gedruckt, welche sich stark an die Membran der Zellen binden und dadurch magnetisch reaktiv werden. Auf Grund dessen sind die Wissenschaftler in der Lage, die Struktur sowie die Bewegung der Zellen mit einem Magneten zu kontrollieren.
“Auf der Erde legen Sie Zellen auf ein Biofilm-Medium und wachsen auf seiner Oberfläche. Das passiert nicht im Weltraum, denn es gibt nicht genug Schwerkraft, um sie auf dieser Oberfläche zu halten. So, jetzt, fangen wir an, Zellen auf einem Medium auf dem Boden wachsen zu lassen, in den Weltraum zu starten und dann das Experiment zu starten. Mit den magnetischen Partikeln können wir mit dem Wachstum der Zellkulturen im Weltraum beginnen wie auf der Erde.“
Wie die Forschung der in Houston ansässigen Firma Nano3D Biosciences Inc. zeigt, haben die gedruckten Goldatome keinen Einfluss auf den biologischen Prozess der Zellen. Dies macht den Einsatz der “Magnetic 3D Cell Culturing” Bioprinting-Technik möglich.
Die Wissenschaftler sagen, dass diese Technik zur Manipulation der Struktur von 3D-Zellkulturen bei bestimmten Krebsarten verwendet werden könnte. Überdies könnten die Experimente mit realistisch geformten Zellkulturen zu niedrigeren Kosten in der Arzneimittelentwicklung führen.
“Diese Untersuchung testet eine neue Technologie und andere Wissenschaftler können dann identifizieren, wie soeie es für ihr Forschungsgebiet anwenden können“, erzählt Zea.