Modellen van ziekten bij de mens zijn gunstig voor medisch onderzoek, maar hebben beperkingen bij het voorspellen van de manier waarop een medicijn zich in het menselijk lichaam zal gedragen met behulp van gegevens van niet-menselijke modellen vanwege inherente verschillen tussen soorten. Veel medicijnen produceren onverwachte resultaten in de klinische proeffase met menselijke proefpersonen, ondanks succes in diermodellen en zelfs 2-D celcultuurmodellen met menselijke cellen. De "Organs-on-Chips"-benadering van onderzoek naar menselijke fysiologie aan boord van het internationale ruimtestation ISS kan leiden tot betrouwbaardere en voorspelbare resultaten voor de ontwikkeling van geneesmiddelen en de noodzaak van dierproeven verminderen.

Vijf onlangs aangekondigde onderzoeksprojecten gefinancierd door het National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS), onderdeel van de National Institutes of Health (NIH), en gesponsord door het Center for the Advancement of Science in Space (CASIS), zal binnenkort "Organs-on-Chips"-onderzoek naar het laboratorium in een baan om de aarde brengen.

Door biomedisch onderzoek uit te voeren in de unieke microzwaartekrachtomgeving van het ruimtestation kunnen onderzoekers cellen bestuderen terwijl ze groeien in 3D, in plaats van in de 2D-labomgeving op aarde waar de zwaartekracht cellen in kweek dwingt om tegen plastic wanden af ​​te vlakken. Naast de voordelen van het kweken van cellen in 3D-weefsels, celculturen zullen ook worden geobserveerd op veranderingen in genexpressie, cel communicatie, en differentiatiepatronen die kunnen leiden tot veranderingen in organen en andere lichaamssystemen.

De onderzoeksprojecten omvatten:

• Longgastheerverdediging in microzwaartekracht (George Worthen, kinderziekenhuis van Philadelphia)
• Organs-on-Chips als platform voor het bestuderen van de effecten van microzwaartekracht op de menselijke fysiologie:bloed-hersenbarrière-chip in gezondheid en ziekte (Christopher Hinojosa, emuleren, inc.)
• Kraakbeen-bot-Synovium microfysiologisch systeem:musculoskeletale ziektebiologie in de ruimte (Alan Grondzinsky, MIT)
• Microzwaartekracht als model voor immunologische senescentie en de impact ervan op weefselstamcellen en regeneratie (Sonja Schrepfer, UCSF)
• Effecten van microzwaartekracht op de structuur en functie van het proximale en distale tubulus microfysiologische systeem (Jonathan Himmelfarb, U van Washington)

Partnerschappen zoals die tussen CASIS en NCATS bij NIH bieden wetenschappers en ingenieurs de unieke kans om hun wetenschap in de ruimte te vliegen, grondonderzoek bevorderen en de ruimte dichter bij huis brengen dan ooit.

"Het internationale ruimtestation is een uniek platform voor onderzoeksinnovatie die het leven op aarde ten goede kan komen, maar het heeft ook de mogelijkheid om waardevolle partnerschappen te bevorderen die experimenten mogelijk maken voor een verscheidenheid aan onderzoekers, " zei Patrick O'Neill, marketing- en communicatiemanager bij CASIS.

"Deze samenwerking met de NCATS maakt deel uit van een meerjarige samenwerking die onderzoekers de middelen zal bieden die nodig zijn om deze ontluikende nieuwe onderzoeksdiscipline zo'n 250 mijl boven de aarde te verbeteren."