Vævschip på vej til den internationale rumstation for at studere slidgigt

Den 4. maj et National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS)-understøttet vævschip-system med direkte kliniske anvendelser til sundhedstilstande her på Jorden blev opsendt på SpaceX CRS 17/Falcon 9-raketten.

Hundredvis af millioner mennesker verden over lider af slidgigt (OA), og der er i øjeblikket ingen sygdomsmodificerende medicin, der kan standse eller vende udviklingen af ​​OA – kun smertestillende medicin til kortvarig symptomatisk lindring. Millioner af raske unge til midaldrende individer udvikler posttraumatisk slidgigt (PTOA) som følge af en traumatisk ledskade, som en rift i det forreste korsbånd eller menisk, især hos unge kvinder, der dyrker sport. Træningsrelaterede skader siges også at være hyppige kilder til ledskader for besætningsmedlemmer, der bor ombord på den internationale rumstation (ISS), og allerede eksisterende ledskader kan også påvirke astronautens ydeevne i rummet. Disse forhold forværres og forværres af besætningsmedlemmers eksponering for vægtløshed og stråling på ISS.

Efter en traumatisk ledskade, der er en øjeblikkelig opregulering af inflammatoriske proteiner kaldet cytokiner i ledvæsken i led, proteiner, som hovedsageligt udskilles af celler i leddets synoviale slimhinde. Når mekanisk traume på brusk forårsaget af den indledende skade er ledsaget af cytokinindtrængning i brusk, nedbrydning af brusk og subchondral knogle over uger og måneder udvikler sig ofte til fuld udblæsning, smertefuld PTOA om 10-15 år.

At studere PTOA på Jorden og i rummet, forskere ved MIT ledet af professor Alan Grodzinsky har udviklet et brusk-knogle-synovium mikrofysiologisk system, hvor primær human brusk, knogle, og synoviumvæv (opnået fra donorbanker) samdyrkes i flere uger. Under kultur, efterforskere kan overvåge intracellulære og ekstracellulære biomarkører for sygdom ved hjælp af kvantitative eksperimentelle og beregningsmæssige metabolomiske og proteomiske analyser, sammen med påvisning af sygdomsspecifikke fragmenter af vævsmatrixmolekyler. Ud over, dette samkultursystem giver efterforskere mulighed for at teste virkningerne af potentielle sygdomsmodificerende lægemidler for at forhindre brusk- og knogletab på Jorden og i rummet.

Eksperimenter ombord på ISS bruger en Multi-purpose Variable-G platform, lavet af Techshot Inc., at studere virkningerne af mikrotyngdekraft og ioniserende stråling på en knævævschip fremstillet ved hjælp af brusk-knogle-synoviumvæv sikret på et biokompatibelt materiale. Platformen muliggør automatisk overførsel og indsamling af næringsstofmedier til testbetingelser med og uden sygdomsmodificerende lægemidler, inklusive tests ved hjælp af et tyngdekraftskontrolsystem.

Disse undersøgelser på Jorden og i ISS har potentiale til at føre til opdagelsen af ​​behandlinger og behandlingsregimer, hvis det administreres umiddelbart efter en ledskade, kunne standse progressionen af ​​OA-sygdom, før den bliver irreversibel. Målet er at behandle den grundlæggende årsag til PTOA og forhindre permanent ledskade, i stedet for at maskere symptomerne med smertestillende medicin senere i livet, som det gøres pt.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.