Eksperimenter med at dyrke menneskeligt miniaturevæv på den internationale rumstation

Processen for det fælles 3D Organoids in Space-projekt stammer fra University of Zurich (UZH) forskere Oliver Ullrich og Cora Thiel. Sammen med Airbus, de to pionerer inden for forskning i, hvordan tyngdekraften påvirker og regulerer menneskelige celler, har udviklet processen til at projektere modenhed. Airbus Innovations-teamet ledet af projektleder Julian Raatschen har udviklet hardwaren og giver adgang til den internationale rumstation (ISS). Det tog projektpartnerne kun tre år fra idé til den første produktionstest i rummet. I løbet af denne tid, de gennemførte forskellige testfaser og overvandt meget konkurrencedygtige interne udvælgelsesprocesser. "Vi har vist, at vejen til at producere menneskeligt væv i rummet er mulig, ikke kun i teorien, men i praksis " siger Oliver Ullrich.

Forbedring af lægemiddeludvikling og reduktion af dyreforsøg

Oliver Ullrich, professor i anatomi ved UZH, Biolog Cora Thiel og Airbus bruger mikrotyngdekraft i rummet til at dyrke tredimensionelle organlignende væv - kaldet organoider - fra voksne menneskelige stamceller. "På jorden, tredimensionelle organoider er umulige at producere uden støtte og matrixstrukturer på grund af Jordens tyngdekraft, Thiel forklarer. Sådanne 3D-organoider tiltrækker stor interesse fra den farmaceutiske industri:De ville gøre det muligt at udføre toksikologiske undersøgelser direkte på humant væv uden omveje via dyremodeller. Organoider dyrket fra patientstamceller kunne også bruges som byggesten til væv erstatning for at behandle beskadigede organer Antallet af donerede organer er i dag langt under den verdensomspændende efterspørgsel efter tusindvis af donororganer.

Differentierede 3D-organoider dyrket i rummet

ISS-missionen i marts 2020 - hvor 250 reagensglas brugte en måned på ISS - var meget vellykket. Under deres månedlange ophold under mikrogravitationsforhold 400 kilometer over jorden, voksne stamceller udviklede sig til differentierede organlignende strukturer såsom lever, knogler og brusk. I modsætning, kontrolprøverne dyrket på Jorden under normale tyngdekraftsforhold viste ingen eller kun minimal celledifferentiering.

Robusthed og levedygtighed

I den nuværende mission, vævsstamceller fra to kvinder og to mænd i forskellige aldre vil blive sendt i kredsløb. Derved, forskerne tester, hvor robust deres metode er, når de bruger celler med forskellig biologisk variabilitet. De forventer, at produktionen i mikrogravitation er lettere og mere pålidelig end at bruge hjælpematerialer på Jorden. I øjeblikket, fokus er på produktionsspørgsmål og kvalitetskontrol. "Med henblik på fremtidig kommercialisering, vi skal nu finde ud af, hvor længe og i hvilken kvalitet vi kan holde organoiderne i kultur efter deres tilbagevenden til Jorden, " siger Oliver Ullrich.

"Hvis det lykkes, teknologien kan udvikles og bringes til operationel modenhed. Airbus og UZH Space Hub kan således yde et yderligere bidrag til at forbedre livskvaliteten på Jorden gennem rumbaserede løsninger, " siger Airbus projektleder Raatschen. Prøvematerialet vender tilbage til Jorden i begyndelsen af ​​oktober. De første resultater forventes fra november.

Planlagt missionslancering

Space X CRS-23 med Cargo Dragon fra Space X, Falcon-9 affyringssystem. Lancering den 28. august 2021 kl. 3:37 EST fra Launch Pad LC-39A, Kennedy Space Center, Florida, OS..

3D Organoids in Space-projekt

Fællesprojektet startede i 2018, da holdene fra UZH Space Hub og Airbus Defence and Space GmbH indsendte deres forslag i en Airbus-intern innovations- og idékonkurrence for at få grundlæggende finansiering og starte indledende forskning. Projektet sejrede med succes over for omkring 500 andre ideer.