Obrotowy system hodowli komórkowej

Bioreaktor NASA zapewnia środowisko o niskiej turbulencji, sprzyjające tworzeniu się dużych, trójwymiarowych skupisk komórek. Źródło: NASA

Rotary Cell Culture System (RCCS) to urządzenie przeznaczone do hodowli trójwymiarowych skupisk komórek w warunkach mikrograwitacji . Na początku lat 90. z NASA zaczęli opracowywać sprzęt, który pozwoliłby im badać tkanki komórkowe ssaków — w tym ludzi — w warunkach mikrograwitacji. Potrzebowali go również do ochrony delikatnych kultur przed turbulencjami związanymi ze startem i lądowaniem promu kosmicznego. Powstałe urządzenie umożliwia wzrost tkanek , guzów nowotworowych i hodowli wirusów poza organizmem, zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi.

Bioreaktor do hodowli komórek — znany komercyjnie jako Rotary Cell Culture System (RCCS) — ma kilka zalet, które przewyższają typowe metody laboratoryjne. Hodowle komórkowe hodowane w laboratorium są zwykle małe, płaskie i dwuwymiarowe, w przeciwieństwie do normalnych kultur. Ale tkanki hodowane w RCCS są większe i trójwymiarowe, a ich strukturalne i chemiczne właściwości są podobne do normalnej tkanki. Ponadto RCCS nie ma wewnętrznych ruchomych części, co minimalizuje wszelkie siły, które mogłyby uszkodzić delikatne kultury komórkowe.

Używa

Korzystając z technologii RCCS, naukowcy mogliby potencjalnie przetestować środki chemioterapeutyczne na własnych komórkach nowotworowych pacjenta poza jego ciałem. Istnieją podobne możliwości w przypadku badań nad AIDS: RCCS może produkować ludzkie komórki gospodarza HIV, które można zarażać i badać.

Konstrukty komórkowe hodowane w obracającym się bioreaktorze na Ziemi (po lewej) ostatecznie stają się zbyt duże, aby pozostać zawieszone w pożywce. W mikrograwitacji orbity komórki pozostają zawieszone. Źródło: NASA

Obecnie wiodące ośrodki badawcze w Stanach Zjednoczonych wykorzystują RCCS do badania raka , mukowiscydozy i chorób zakaźnych, takich jak ptasia grypa , wirus Ebola i małpia ospa . Używają również RCCS do dostarczania tkanek do opracowywania przeciwko HIV i innych leków.

Zamknięty cylindryczny cylinder tworzy komorę do hodowli komórkowej systemu, która jest wypełniona płynną pożywką, w której komórki rosną na kulkach wielkości mikrometra. Komora obraca się wokół osi poziomej, umożliwiając komórkom rozwój w środowisku podobnym do swobodnego spadania mikrograwitacji. Tlen, potrzebny komórkom do wzrostu, jest dostarczany do płynnej pożywki przez porowatą ścianę w komorze.

Naukowcy z NASA, którzy kierowali rozwojem bioreaktora do hodowli komórkowych, zostali nazwani współodbiorcami nagrody NASA Wynalazca Roku 1991 ze względu na ich pracę nad projektem.