NASA 的微生物探测技术如何加速器官移植

接受组织移植的患者可能很快就会从太空旅行中受益。

“好奇号”火星车和骨骼异体移植有什么共同点?它们都需要极其、极其洁净。

因此,总部位于科罗拉多州的非营利组织 AlloSource(专门从事人体组织捐赠)已与 NASA 及其 喷气推进实验室 (JPL) 签署了一项 太空法案协议,以确保其组织样本尽可能无菌。作为美国最大的皮肤、骨骼和软组织异体移植供应商之一,AlloSource 将利用 NASA 的专业微生物检测技术来加速其组织去污程序。NASA 最初开发这项技术是为了消毒各种火星任务的飞行器。

那么,一家组织分销商和太空巨头是如何走到一起的呢?一段时间以来,AlloSource 一直在寻找一种更快速的方法来检测其组织移植物上的微生物。目前,当 AlloSource 收到新组织时,必须将其冷藏以保存用于外科移植。然而,这些组织在冰箱中保存时间不长,很多在 28 天后就过期了。

然后,在组织冷冻期间,技术人员必须进行行业标准的培养测试,以查看样本中是否残留有害细菌。这个过程可能需要长达 14 天,占用了异体移植剩余寿命的一半,给寻找合适的移植受者留下的时间非常少。

与此同时,几年来,一家名为 Manufacturer’s Edge 的科罗拉多公司一直在寻找可以从政府拥有的技术(尤其是 NASA 技术)中受益的公司,这是“制造延伸伙伴关系”(MEP) 计划的一部分。在会见了 60 多家不同的公司后,Manufacturer’s Edge 发现了 AlloSource,然后询问 NASA 是否可能为这家非营利组织的困境提供解决方案。令人惊讶的是,NASA 确实有。

NASA JPL 的高级研究科学家 Kasthuri Venkateswaran 一直在研究一种分子微生物检测技术,该技术用于火星航天器任务前后(任务前和任务后)的测试。“在发射探测器探索像火星这样的某些行星之前,我们必须对航天器进行清洁和消毒,”Venkateswaran 说。否则,附着的尘埃和其他微生物会干扰航天器上的仪器并使研究结果失效;如果研究人员在火星上发现微生物,他们希望确保它们不是仅仅来自地球的“搭便车者”。

在过去的 10 年里,Venkateswaran 一直在开发替代性的分子检测仪器,用于快速发现 NASA 航天器上的微生物,希望加快制造过程。通过培养测试,将组织样本放在培养皿中,营养物质会缓慢促进异常物质(例如微生物)的生长。但通过 Venkateswaran 的技术,组织样本被放置在一个专用仪器中,该仪器分析细胞并检测微生物 DNA 的存在。而且,机器不需要 14 天,只需要一两天就可以收集到所需的所有信息。

展望未来,AlloSource 将与 Venkateswaran 和 NASA 合作,找出一种快速有效的方法来使用这项技术检测组织中的微生物。通过缩短检测过程的长度,他们将有更多宝贵的时间来寻找需要组织移植的患者。

 

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洛伦·格鲁什(Loren Grush)是《Popular Science》的助理编辑和科学作家,居住在纽约市。她曾为《纽约时报》、《Nautilus Magazine》、Digital Trends、Fox News 和 ABC News 撰稿。格鲁什是两位 NASA 工程师的女儿,在航天飞机和火箭科学家中长大。她很高兴能圆满完成报道科学发现和技术突破的使命。

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