Kan rummet hjælpe os med at forstå vores celler?

Bliver astronauternes hjerner større i rummet? Svaret kan findes i 10 små beholdere med menneskelige hjerneceller ombord på et SpaceX-rumfartøj, der er planlagt til at sprænges af 5. december til en 16-måneders rejse til den internationale rumstation som en del af et fælles projekt mellem UCLA og NASA Ames Research Centrum.

Astronauter på langvarige rummissioner udvikler ofte "intrakraniel hypertension, "eller højt tryk i kraniet, sagde Araceli Espinosa-Jeffrey, en neurokemiker ved UCLA's Intellectual and Developmental Disabilities Research Center i Jane and Terry Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior. Espinosa-Jeffrey leder eksperimentet, der skal måle, hvordan disse celler opfører sig i et mikrogravitationsmiljø.

Den dårligt forståede tilstand, første gang observeret i 2005, forårsager hovedpine og synsændringer som følge af tryk på øjeæblerne, sagde Espinosa-Jeffrey. Symptomerne, som nogle gange har holdt ved efter astronauterne vender hjem, ville udgøre et potentielt problem for en årelang rumrejse såsom en mission til Mars.

Nogle forskere mener, at det vægtløse miljø forårsager skift i den beskyttende væske, der omgiver hjernen og rygmarven. Espinosa-Jeffrey har en anden teori:mikrotyngdekraften får visse hjerneceller til at overdrive, får dem til at formere sig og udskille fedtsyrer med en hastighed, som ikke ses på Jorden. Med andre ord, astronauter vender hjem med flere hjerneceller, end da de rejste.

"Vi har beviser for, at simuleret vægtløshed i laboratoriet øger antallet af neurale stamceller og de celler, der laver myelin, " sagde Espinosa-Jeffrey. "Nu, vi ønsker at fastslå virkningen af ​​ægte mikrotyngdekraft i rummet på cellecyklussen."

Hvordan mikrogravitation påvirker vores celler

I 35 år, Espinosa-Jeffrey har undersøgt oligodendrocytter, en type hjernecelle, der danner myelin, den beskyttende belægning til nerveceller, der understøtter den hurtige vandring af elektriske impulser. Ved hjernetraumer og visse sygdomme, såsom dissemineret sklerose, myelin ødelægges eller forstyrres, resulterer i handicap.

Men hvad nu hvis celler, der laver myelin, kunne transplanteres til patienter, erstatte det myelin, de har mistet på grund af sygdommen? I tidligere forskning, Espinosa-Jeffrey og afdøde Jean de Vellis, som var neurobiolog ved Semel Institute, viste et lovende tidligt skridt:umodne oligodendrocytter transplanteret til dyr blev en del af værtsdyrenes centralnervesystem.

Espinosa-Jeffrey og de Vellis fandt ud af, at hvis de udsatte umodne oligodendrocytter for simuleret mikrotyngdekraft i laboratoriet, disse "primede" celler modnes, prolifererede og udskilte fedtsyrer hurtigere end ikke-primede celler, foreslår en metode til at producere raske celler i mængder, der er store nok til transplantation.

For at forberede sit nye eksperiment, Espinosa-Jeffrey har lokket sine laboratoriedyrkede celler til at trives i rummet uden den regelmæssige omsorg fra forskere, som de ville modtage tilbage på Jorden. Med de rette betingelser, cellerne kan vare mere end 52 dage, omtrent den tid, det tager at rejse til rumstationen og tilbage.

Ved plaske i Stillehavet, Espinosa-Jeffrey og hendes elever vil samle cellerne og placere dem i et "indbydende kulturmedium", der vil tilbyde alle de nødvendige næringsstoffer til at komme sig efter virkningen af ​​landing og de fem uger i rummet.

"Fraværet af tyngdekraften giver en unik mulighed for at få ny indsigt i grundlæggende neural biologi og funktion, " sagde Espinosa-Jeffrey. "Jeg tror, ​​at vores celler i mikrogravitation kan producere molekyler, som ikke er mulige at lave i normal tyngdekraft."