Új távlatok az orvostudományban: a súlytalanság (2. rész)
(Rovat: Hazai kutatóhelyek és űripar, Új eszközök és anyagok - 2005.10.21 07:48.)

Sorozatunk következő részében egy újabb olyan eszközt mutatunk be, amelynek segítségével mikrogravitációs kísérletek végezhetőek földi laboratóriumokban. Az RPM elnevezésű eszköz a sejttenyészet leülepedését gátolja meg, segítségével pedig sejtek szövetekké és szervkezdeményekké való összeállása segíthető elő.

Az alábbi ábrán az Európai Űrügynökség (ESA) által kifejlesztett Random Positioning Machine (RPM) látható, amely az előző részben ismertetett forgó sejttenyésztő készülékhez (RCCS) hasonlóan súlytalanságot szimuláló berendezés, bár technikai megoldásai egészen különbözőek. Az eredeti tervek egy japán mérnöktől származnak, gyártani az ESA megbízásából a Dutch Space (Fokker) kezdte. A továbbfejlesztett, jelenleg is széles körben használt változatát a Swiss Federal Institute of Technology, Space Biology Laboratóriuma állította elő. Működésének alapelve hasonló az RCCS-hez: a gravitációs-vektor-kiegyenlítődés. A kísérlet folyamán, ebben a két tengelyen mozgó berendezésben elhelyezett sejt- és szövetkultúrák megállás nélkül véletlenszerűen mozognak, ezáltal folyamatosan változik a rájuk ható gravitáció iránya. Az irányvektorok kiegyenlítik egymást, a sejtek a súlytalanság körülményeinek megfelelően viselkednek. Nem ülepszenek le, mint a hagyományos kétdimenziós tenyésztés esetében, hanem lebegnek, folyamatosan megtartva egymáshoz viszonyított pozíciójukat. Ez teszi lehetővé a sejtek szövetté, a szövetek szervkezdeménnyé való összeállását.

Komplett RPM bioreaktor.

Az RPM-nek két típusa van, ábránkon a számítógép-vezérlésű, akár 10 kilogramm tömegű kísérleti anyagot is mozgásban tartó bioreaktort látható. A mozgó részhez mikroszkóp és videokamera is illeszthető, így a szimulált mikrogravitáció hatására történő változások folyamatosan figyelemmel kísérhetőek és dokumentálhatóak a berendezéshez kapcsolt számítógép segítségével. Ily módon a szükséges paramétermódosítások is könnyen elvégezhetők. Ilyen berendezéseket használnak például nagymennyiségű porcszövet tenyésztésére, amely háromdimenziós struktúrája miatt protézisként lesz használható.

A másik RPM típus (ld. fenti ábra) a laborasztalon is elhelyezhető változat, amely lényegesen kisebb az előbbinél. Használata akkor célszerű, ha párhuzamosan sok, de kis térfogatigényű kísérletet szeretnénk elvégezni, pl. sterilfülkékben vírusok ellen szeretnénk különböző antivirális szereket tesztelni. A készülékek egy-egy kilencvenhat lyukú tálcát mozgatnak, minden mélyedésben más-más gyógyszerrel kezelt vírustenyészet van. Mikrogravitációs körülmények között egyes vírusok is intenzívebben tenyészthetők, így például a HIV, az Ebola, vagy az Epstein-Barr vírus. A tesztelt gyógyszerek egy része még nem adható be betegeknek, fejlesztésük csak kísérleti stádiumban van. Érthető a gyógyszergyárak érdeklődése az űrélettani laboratórium berendezései iránt, hiszen új vegyületeik hatásosságát egy olyan környezetben próbálhatják ki, amely sokkal inkább szimulálja az élő szervezet reakcióit, mint a hagyományos in vitro kísérletek.

Várkonyi Andrea
Országos Epidemiológiai Központ
Mikrobiológiai Kutatócsoport