Als je door de ruimte reist, astronauten ervaren fysiologische veranderingen die normaal worden geassocieerd met veroudering, zoals botverlies, spierverslechtering en veranderde immuunsysteem. Wanneer de astronauten terugkeren naar de aarde, de veranderingen keren vaak om. Om de relevantie van de ervaring van de astronauten voor de menselijke gezondheid beter te begrijpen - zowel op de grond als daarbuiten - werkte het National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) van de NIH samen met het International Space Station U.S. National Laboratory (ISS National Lab) om weefselchips te verzenden, een onderzoekstechnologie die het menselijk lichaam weerspiegelt, naar de ruimte. Het ISS National Lab en NASA werken samen om het Amerikaanse deel van het ruimtestation te gebruiken voor onderzoeksinitiatieven die gebruikmaken van de unieke microzwaartekrachtomgeving in de ruimte.

Morgen, een set weefselchips die aspecten van het menselijk immuunsysteem modelleert, is gepland voor lancering op de 16e commerciële bevoorradingsmissie van SpaceX (toegekend door NASA) vanuit Cape Canaveral, Florida, naar het ISS National Lab. De chipset is de eerste van meerdere die door de NIH worden ondersteund en die de komende maanden naar het ISS National Lab zullen reizen. Onder leiding van NCATS via zijn Tissue Chips in Space-initiatief, onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Francisco (UCSF), ontwikkelde de immuunsysteemchip om de relatie tussen veroudering en immuunreacties te onderzoeken en te zoeken naar mogelijke manieren om het verouderingsproces te vertragen.

"Onderzoek aan het ISS National Lab creëert ongekende mogelijkheden voor wetenschappers om door microzwaartekracht veroorzaakte veranderingen in de menselijke fysiologie te bestuderen die relevant zijn voor ziekten hier op aarde, en om de ontwikkeling van translationele technologieën voor aardse toepassingen te versnellen, " zei NCATS-directeur Christopher P. Austin, MD, het Amerikaanse ministerie van Volksgezondheid en Human Services en de NIH-verbinding met NASA. "NCATS' onderzoek uitgevoerd bij de lancering van vandaag zal niet alleen waardevolle kennis over het verouderingsproces opleveren, maar kan ook nieuwe benaderingen onthullen om de effecten van veroudering te verminderen."

Ontworpen om te werken als menselijke organen, weefselchips bootsen levende menselijke weefsels en cellen na. Elke chip van het immuunsysteem bevat drie soorten cellen:een specifiek type immuuncel; cellen uit het beenmerg, die immuuncellen maken; en cellen uit de bekleding van bloedvaten, waar immuuncellen een infectie tegenkomen. Enkele tientallen van de immuunsysteemchips reizen naar het ruimtestation, waar ze in een couveuse zullen verblijven. Na twee weken, de chips worden ingevroren en bewaard. Later, ze zullen voor analyse terug naar de aarde worden vervoerd.

"Door onze immuunchips de ruimte in te sturen, we zullen het verouderingsproces van het immuunsysteem kunnen simuleren en begrijpen hoe het het vermogen van ons lichaam om zichzelf te herstellen beïnvloedt naarmate we ouder worden, " zei Sonja Schrepfer, MD, doctoraat, hoogleraar chirurgie aan UCSF en mede-ontwikkelaar van de immuunsysteemchip.

"We verwachten dat dit onderzoek wetenschappers nieuwe inzichten zal geven in de moleculaire basis van veel menselijke omstandigheden, die in dit specifieke project betrekking heeft op hoe microzwaartekracht de veroudering van het immuunsysteem veroorzaakt, wat kan leiden tot de ontwikkeling van nieuwe therapieën hier op aarde, " zei Danilo Tagle, doctoraat, NCATS waarnemend adjunct-directeur en adjunct-directeur voor bijzondere initiatieven.

NCATS ondersteunt dit onderzoek naar weefselchips van het immuunsysteem door middel van subsidie ​​1-UG3-TR-002192-01.

Nog een lancering, momenteel gepland voor maart 2019, ook van Cape Canaveral, zal nierchips sturen, bot- en kraakbeenchips, en chips die de bloed-hersenbarrière modelleren, dat is een beschermend netwerk van bloedvaten en weefsel dat therapieën kan belemmeren om de hersenen te bereiken, naar het ISS-NL. Een geplande lancering in april 2019 vanaf Wallops Island, Virginia, zal een longchip bevatten die is verbonden met een beenmergchip, voor het bestuderen van infecties. Bekijk het lanceringsschema voor de meest actuele informatie.