Rumstationscelleundersøgelse søger årsager til større sygdomme

Højt over jorden, forskere udfører en første af sin slags undersøgelse for at hjælpe patienter med Parkinsons sygdom og multipel sklerose på planeten nedenfor. Det internationale rumstationseksperiment leder efter, hvad der udløser disse sygdomme, ved at studere, hvordan nerve- og immunhjerneceller interagerer.

Eksperimentet, båret til rumstationen ombord på SpaceX CRS-18 fragtflyvning, vil se på, hvad der forårsager skade på nervesystemet, som er almindeligt ved begge sygdomme, og afsløre, hvordan det at leve i rummet påvirker lignende celler hos raske astronauter.

Studiet ledes af stamcelleekspert Andres Bratt-Leal fra Aspen Neuroscience i La Jolla, Californien, og Valentina Fossati, en multipel skleroseforsker ved New York Stem Foundation Research Institute i New York.

"Dette er første gang nogen forsker i virkningerne af mikrogravitation og rumflyvning på sådanne celler, " sagde Bratt-Leal. "Disse celler er svære at studere i et laboratorium på grund af den måde tyngdekraften påvirker dem på. Den fede del er, at nu kan vi gøre det i rummet!"

Neurondræbere

Parkinsons sygdom og multipel sklerose er neurodegenerative sygdomme, der skader hjernen og centralnervesystemet. Forskerne formoder, at denne skade kan være resultatet af en fejl i kroppens immunsystem. NASA er interesseret i, hvordan rumflyvning ændrer immunsystemet, da nogle astronauter oplever mærkelige effekter efter missioner, herunder midlertidig aktivering af sovende vira.

For at lære mere, Bratt-Leal og Fossati fokuserer på de typer celler i hjernen, der ser ud til at spille en nøglerolle i starten af ​​begge sygdomme. De første typer er neuroner og de celler, der skaber dem, som fortsætter med at danne kroppens nervenetværk og tillader hjernen at overvåge og kontrollere det. Den anden er mikroglia:immunceller, der patruljerer hjernen og forsøger at forsvare neuronerne mod truende angribere.

"Mikroglia findes i alle dele af hjernen, og det begynder virkelig at ligne neurodegenerative sygdomme, fordi cellerne begynder at opføre sig forkert eller overreagere, " sagde Fossati. "Microglia, der opfører sig forkert, kan bidrage til at dræbe neuronerne."

En ny måde at lave gamle celler på

For at finde ud af, om det er tilfældet, forskerne skal studere væksten af ​​neuroner og mikroglia fra mennesker med sygdommene og sammenligne dem med raske mennesker på samme alder. Da disse celler er placeret i hjernen, de kan ikke udvindes sikkert.

Bratt-Leal og Fossati fandt en anden måde, udnyttelse af en ny stamcelleteknologi kaldet "inducerede pluripotente stamceller" til at lave neuroner og mikroglia fra hudcellerne hos patienter og raske mennesker i laboratorier.

Plads til celler

Bratt-Leal og Fossati lancerede nyskabte syge og sunde celler ud i rummet for at observere dem væk fra den tunge indflydelse fra Jordens tyngdekraft.

"Vi ved, at kræfter kan påvirke cellernes adfærd ved at ændre aspekter såsom deres form. Så, hvad sker der, når du fjerner tyngdekraften?" sagde Bratt-Leal. "Hvordan cellerne reagerer, vil fortælle os nye ting om, hvordan de fungerer."

Cellerne er nu ombord på rumstationen, bor inde i et CubeLab udviklet af Space Tango, en virksomhed, der udvikler udstyr til forskning i mikrogravitation. CubeLab er omtrent på størrelse med en lille skoæske.

Inde i CubeLab er et kamera til at se eksperimentet samt et par 96-kammer beholdere, der holder cellerne. Én "brøndplade" rummer cellerne fra en Parkinson-patient og en rask person på samme alder. Den anden plade indeholder cellerne fra en multipel sklerosepatient og en aldersvarende rask donor. Et slange- og pumpesystem giver automatisk flydende mad til cellerne inde i deres kamre.

I løbet af 30 dage, Bratt-Leal og Fossati kan se på afstand for at se, hvordan neuroncellerne organiserer sig i kugler, kaldet "organoider, " og hvordan mikrogliacellerne reagerer på og infiltrerer dem. Efter en måned, cellerne vil blive returneret til Jorden, hvor forskerne planlægger at undersøge deres form og arrangement og teste deres DNA for at se, om mikrogravitation og rumstrålingseksponering ændrede deres genekspression.

Resultaterne af forskningen kan i sidste ende hjælpe videnskabsmænd med at identificere nye måder at behandle Parkinsons sygdom og multipel sklerose på. Også, At opdage, hvordan nerveceller påvirkes af mikrotyngdekraft og stråling, kan føre til forbedrede metoder til at beskytte astronauter i rummet, især på langvarige missioner.