宇宙は、無重力環境で細菌や病気を研究する機会を提供します。
科学者たちは、軌道上でヒトの移植用組織を作製しようとしています。
成功すれば、3Dプリントされた臓器は地球上の医療に革命をもたらす可能性があります。
2022年11月、国際宇宙ステーション（ISS）への定期的な補給ミッションにより、かなり珍しい積荷が届けられました――ヒトの組織を3Dプリントできる機械。
「3Dバイオファブリケーション施設・先進宇宙実験プロセッサー（3D BioFabrication Facility and Advanced Space Experiment Processor）」は、無重力または微小重力環境の宇宙で、ヒトの組織を作製できるかどうかの実現可能性を試験するためにすでに使用されています。成功すれば、地球上の医療の未来に革命をもたらす可能性があります。
これまでの宇宙実験では、科学者が病気を研究するために必要なタンパク質を、地球の重力から解放された環境の方が培養しやすいことがすでに示されています地球の重力から解放された場合。また、科学者たちは無重力が細菌のDNAに与える影響も研究してきました。
世界経済フォーラムの2023年報告書『Global Health and Healthcare Strategic Outlook: Shaping the Future of Health and Healthcare（グローバル保健・医療の戦略的展望：保健・医療の未来を形づくる）』は、次のように述べています。医療分野のイノベーションは、COVID-19パンデミックへの対応において不可欠であったまた、現在の地政学的および環境的課題への対応においても不可欠である。
報告書は、医療において「体系的かつ長期的なシステム変革を促す行動」を求めたうえで、今後の投資は「公平性、回復力、イノベーション、持続可能性を、将来の保健・医療の主要な柱として組み込むこと」を確保しなければならないと述べています。
イノベーションの一例として、患者自身の細胞を用いて宇宙で代替臓器を育成し、地球上での移植に用いるという展望は、非常に注目に値します。ISSに搭載された3Dプリンターは、最初の組織プリントを開始しました――ヒトの膝の半月板。
「オフィスや家庭にあるプリンターにはインクがあります。だから、私たちのバイオプリンターはバイオインクを使うのです」と、プリンターを製造した企業レッドワイヤー社の副社長リチャード・ボーリング氏は、ミネソタ公共ラジオのテック・マーケットプレイスとのインタビューで説明しましたミネソタ公共ラジオのテック・マーケットプレイスとのインタビュー。
「私たちは時に幹細胞を使い、時に筋肉、血管、神経といった非常に特定の種類の細胞を使い、それらを細胞を健全かつ生きた状態に保つ栄養培地と混ぜ合わせます。」
重力に敗れて
地球上でヒトの組織を印刷する試みは、重力によって阻まれてきました。重力により「バイオインク」が広がり、ボーリング氏が「水たまり」と呼ぶ状態になってしまうのです。宇宙では、組織は形状を保ち、心臓弁のような中空の構造物の作製さえ可能にします。
宇宙でプリントされたヒト臓器を、地球に戻されたときに重力に耐えられる状態にするため、それらは「コンディショニング」と呼ばれる処理を施されます。ボーリング氏は、これをジムでの運動に似たものだと説明しています。
ボーリング氏は、近い将来に宇宙でプリントされた臓器移植を期待することには慎重になるよう呼びかけています。「今年中にこれが実現することはありませんが、今年、来年、そしてその次の年に私たちがしていることを続けなければ、決して実現しないでしょう」と彼は述べました。
目標はヒトの心臓を3Dプリントできるようにすることですが、彼は、現在の宇宙実験から得られる教訓は、それよりもずっと以前から恩恵をもたらすと述べています。「その目標に至る道筋においても、人間の健康を向上させる応用可能性は確かにあります」と彼は述べました。
世界経済フォーラムの宇宙の未来担当リードであるニコライ・フリストフ氏も、この進展が医療を変革しうることに同意しています。「これまでに国際宇宙ステーションで行われた実験は、無重力環境、すなわち宇宙においてさまざまな種類のヒト組織を育成することが可能であることを示すことに成功しています」と彼は述べました。
世界経済フォーラムは、医療の現状をどのように改善しているのか？
保健・医療センターは、アクセス、公平性、回復力、備えを含め、世界中の保健システムが直面する課題を理解するため、リーダーたちをつなぎます。
信頼に基づく対話と官民協力を通じて、センターはパートナーが共通の優先事項に沿って足並みをそろえ、健康成果を向上させるための集団的行動を推進できるようにします。
「これは、臓器不足などの重大な課題に取り組むための、刺激的な機会を開くものです。これは地球上での命を救うことに直接つながるだけでなく、関連する生命科学分野にも影響を与える可能性があります。もはやSFではなく、この10年のうちに商業的な現実となるかもしれません。」
3D印刷技術は、歯科インプラント、人工関節、オーダーメイドの義肢の製造にすでに使用されています。2021年には、オーストラリアの科学者らが、がんによって損傷した骨を置換するためにヒトの体内で使用できる3Dプリントプロセスを発表しました。
ヒト組織のプリント実験は、地球上の生命と健康を支えうる、宇宙で物を作る新たな方法を見出すためのNASAの一連の取り組みの一つにすぎません。ディープスペース・フード・チャレンジは、長期ミッションに向かう宇宙飛行士に食料を供給する方法を見つけるために設計されています。
しかし、それはまた、より少ない資源を用いて地球上で持続可能に食料を生産する新たな方法を見出し、特に極端な環境や、災害によって重要インフラが寸断された地域において、食料不安の低減に貢献する可能性も秘めています。
