Longaandoeningen in het ruimtestation kunnen de aardbewoners ten goede komen

Anonim

Longaandoeningen in het ruimtestation kunnen de aardbewoners ten goede komen

Ruimte

David Szondy

25 oktober, 2017

2 afbeeldingen

NASA-astronaut Randy Bresnik werkt met de bioreactorzakken met longweefselmonsters in de Microgravity Science Glovebox aan boord van het ruimtestation (Credit: NASA)

Als bemande missies naar Mars moeten gaan, moet er een manier zijn om het menselijk lichaam te beschermen tegen de gevolgen van ruimtevaart. Als onderdeel van deze uitdaging voert NASA experimenten uit aan boord van het International Space Station (ISS), gericht op het leren hoe de longen zichzelf herstellen in zwaartekracht. Het onderzoek naar microzwaartekracht bij onderzoek met celgemedieerde recellularisatie (longweefsel) belooft astronauten niet alleen gezond te houden, maar kan ook een nieuwe bron van kunstmatige transplantatie-organen opleveren.

Volgens NASA is er veel werk verzet met betrekking tot de effecten van de ruimte op het cardiovasculaire systeem, ogen, botten en spieren, maar de longen zijn over het hoofd gezien, behalve in de meest algemene studies. Dit is jammer omdat de longen niet alleen een vitaal orgaan zijn dat verbonden is met het hart en de bloedvaten, ze zijn ook erg aangepast aan het werken in zwaartekracht.

Zonder de zwaartekracht ondergaan de longen allerlei veranderingen. Vloeistoffen die normaal zouden wegvloeien verzamelen zich op onvoorspelbare manieren, ventilatie-veranderingen, en de bloedstroom en de uitwisseling van gassen worden ook beïnvloed. Bovendien, hoewel zeer duurzaam, worden longen beschadigd elke keer dat een persoon ademt en kunnen ze alleen blijven functioneren door zichzelf constant te reinigen en te herstellen. Kijk maar eens naar de overweldigde longen van iemand die is opgegroeid in de vervuilde lucht van de stad in vergelijking met iemand die in de schone lucht van het land woont en de les is duidelijk, zelfs voor het onwetende oog.

Om ruimtevaarders te helpen beschermen, onderzoekt de NASA-longstudie hoe longen zich kunnen teruggroeien door stukjes longweefsel naar het ISS te sturen die zijn behandeld om alle levende cellen te verwijderen, waardoor een levenloze stellage van collageen achterblijft. Stamcellen worden in dit schavot geïntroduceerd, het Microphysiological Human Organ Culture Culture Model (MHOC), waar ze evolueren naar complete, gespecialiseerde longcellen. Onderzoeken hoe deze cellen zich ontwikkelen, zal wetenschappers helpen om de problemen die de longen onder gewicht hebben beter te begrijpen en hoe ze deze kunnen tegengaan.

"We moeten begrijpen hoe longen genezen van langdurig ruimtevaartverkeer, " zegt Joan Nichols, hoofdonderzoeker voor het onderzoek en hoogleraar interne geneeskunde, microbiologie en immunologie aan de Universiteit van Texas Medical Branch (UTMB). "Als ze niet goed genezen, kunnen we mogelijk een therapeutische behandeling met microdeeltjes bedenken die je door een inhalator blaast die de schade beperkt die we zien of de cellen verbeteren om te doen wat je nodig hebt Te doen."

Een van de voordelen van de nulzwaartekrachtstudie is dat stamcellen gemakkelijker groeien in gewichtloze omstandigheden terwijl ze puur en onrijp blijven. Dit verhoogt de mogelijkheid om ruimtestations te gebruiken als broedplaatsen voor menselijke stamcellen die naar de aarde kunnen worden teruggebracht en in een grote steiger kunnen worden geplaatst om een ​​volledige voor transplantatie geschikte long te creëren.

"Het is moeilijk op aarde om voldoende cellen te laten groeien en uit te breiden omdat ze onmiddellijk volwassen worden", zegt Nichols. "Als ik meer in de ruimte kan groeien, dan kan ik misschien een monster nemen, de cellen isoleren waarmee ik werk, ze tot grote aantallen laten groeien en dan terugkomen en een long maken voor vervanging, ofwel met behulp van een hele natuurlijke longsteiger of ontwikkel een bio-afdruktechniek om er een te printen die perfect past. "

NASA zegt dat weefselmonsters van de studie op 17 september aan boord van het SpaceX Dragon-vrachtschip naar de aarde zijn teruggekeerd en momenteel worden onderzocht aan de UTMB.

Onderstaande video schetst het onderzoek.

Bron: NASA

Menselijke longsteunstukken (0, 5 mm3) kunnen worden gemaakt, voor gebruik als een steiger om de groei van bioengineer long te ondersteunen voor onderzoeksstudies zoals Lung Tissue (Credit: NASA / Joan Nichols)

NASA-astronaut Randy Bresnik werkt met de bioreactorzakken met longweefselmonsters in de Microgravity Science Glovebox aan boord van het ruimtestation (Credit: NASA)