Lunger i rummet:forskningsprojekt kan føre til ny lungeterapi

Rumrejser kan forårsage meget stress på den menneskelige krop, da ændringen i tyngdekraften, stråling og andre faktorer skaber et fjendtligt miljø. Mens meget er kendt om, hvordan forskellige dele af kroppen reagerer i rummet, hvordan lungerne påvirkes af rumflyvning har fået lidt opmærksomhed indtil nu, siger forskere ved University of Texas Medical Branch i Galveston og Houston Methodist Research Institute.

Det vil ændre sig, selvom, når deres forskningsprojekt, som har til formål at dyrke lunger i rummet, når den internationale rumstation. UTMB og HMRI forskere siger, at det, de lærer af undersøgelsen, kan have reelle konsekvenser for astronauter, såvel som dem, der stadig er på jorden, og kan føre til fremtidige behandlinger.

"Vi ved meget om, hvad der sker med knogler i rummet, muskel, hjertet og immunsystemet, men ingen ved meget om, hvad der sker med lungerne, " sagde Joan Nichols, professor i intern medicin og mikrobiologi og immunologi, og associeret direktør for forskning og drift for Galveston National Laboratory ved UTMB. "Vi ved, at der er nogle problemer med lungerne i rumflyvning, men det er ikke blevet undersøgt nærmere. Vi håber at finde ud af, hvordan lungeceller reagerer på ændringen i tyngdekraften og det ekstreme rummiljø, og så kan det hjælpe os med at beskytte astronauter i rummet, såvel som lungerne af almindelige mennesker her på Jorden."

Denne undersøgelse repræsenterer det tredje af fire samarbejdsprojekter, der i øjeblikket er aktive på HMRI's Center for Space Nanomedicine. Centeret, instrueret af Alessandro Grattoni, formand og lektor for Institut for Nanomedicin ved HMRI, fokuserer på undersøgelse af nanoteknologi-baserede strategier for medicin på Jorden og i rummet. Forskningen er støttet af Center for Advancement of Science in Space, NASA og HMRI.

Forskere fra UTMB og HMRI forberedte bioreaktorposer, der inkluderer lungeprogenitor- og stamceller og stykker af lungestilladser. Stilladset er kollagen- og elastin-rammen, hvorpå lungeceller vokser. Space X lancerede med succes nyttelasten indeholdende disse poser den 14. august på sin 12. Commercial Resupply Services-mission (CRS-12) fra NASAs Kennedy Space Center i Florida og forventes at ankomme til den internationale rumstation den 16. august. En gang på ISS, cellerne forventes at vokse på stilladset i en eftermonteret bioreaktor.

Når lungecellerne er vendt tilbage til Jorden, forskere vil lede efter udviklingen af ​​fibrose, strukturen af ​​væv og immuncellernes respons, blandt andre ændringer og skader, der kan opstå på lungecellerne. Lungeskader har vist sig at accelerere i rummet, og det er gennem tætte studier af disse celler, at terapeutika forhåbentlig kunne udvikles.

Nichols og Dr. Joaquin Cortiella, en professor og direktør for Lab of Tissue Engineering and Organ Regeneration på UTMB, har med succes dyrket lunger i deres laboratorium i Galveston, men nu vil de se, om astronauter kan gøre det samme uden tyngdekraft. Jason Sakamoto, affiliate professor og tidligere medformand for Institut for Nanomedicin ved HMRI, har anvendt sin nye organdecellulariseringsproces og nanoteknologi-baserede leveringssystemer til at understøtte denne overordnede lungeregenereringsindsats.

"Vi har erfaring med at arbejde med Center for Advancement of Science in Space for at studere vores nanoteknologier i aktion på den internationale rumstation, " sagde Grattoni. "Men, vi er meget glade for at være en del af dette kliniske studie, da det kan spille en central rolle i, hvordan vi griber fremtidige rumrejser an med hensyn til at bevare astronauternes sundhed. Det, vi lærer under dette grundlæggende eksperiment, kan føre til science fiction-lignende medicinske fremskridt, hvor organregenerering bliver en realitet i både det dybe rum og her på Jorden."

Forskere ved HMRI vil tage resultaterne fra UTMB og arbejde på at udvikle terapeutiske midler, der kan hjælpe astronauter, såvel som mennesker på jorden.

"Denne udforskning vil give grundlæggende indsigt for den kollaborative udvikling af cellebaserede terapier til autoimmune sygdomme, hormonmangel og andre problemer, " sagde Grattoni.