I viaggi spaziali possono causare molto stress al corpo umano come il cambiamento di gravità, radiazioni e altri fattori creano un ambiente ostile. Sebbene si sappia molto su come le diverse parti del corpo reagiscono nello spazio, come i polmoni sono influenzati dal volo spaziale ha ricevuto poca attenzione fino ad ora, affermano i ricercatori dell'Università del Texas Medical Branch a Galveston e dell'Houston Methodist Research Institute.
che cambierà, anche se, una volta che il loro progetto di ricerca, che mira a far crescere i polmoni nello spazio, raggiunge la Stazione Spaziale Internazionale. I ricercatori dell'UTMB e dell'HMRI affermano che ciò che apprendono dallo studio potrebbe avere implicazioni reali per gli astronauti, così come quelli ancora sulla Terra, e potrebbe portare a future terapie.
"Sappiamo molto su cosa succede nello spazio alle ossa, muscolo, il cuore e il sistema immunitario, ma nessuno sa molto di cosa succede ai polmoni, " ha detto Joan Nichols, professore di Medicina Interna e Microbiologia e Immunologia, e direttore associato per la ricerca e le operazioni per il Galveston National Laboratory presso l'UTMB. "Sappiamo che ci sono alcuni problemi con i polmoni durante il volo spaziale, ma questo non è stato approfondito. Speriamo di scoprire come le cellule polmonari reagiscono al cambiamento di gravità e all'ambiente spaziale estremo, e poi questo può aiutarci a proteggere gli astronauti nello spazio, così come i polmoni delle persone normali qui sulla Terra".
Questa indagine rappresenta il terzo di quattro progetti collaborativi attualmente attivi presso il Center for Space Nanomedicine dell'HMRI. Il centro, regia di Alessandro Grattoni, presidente e professore associato del Dipartimento di Nanomedicina dell'HMRI, si concentra sullo studio delle strategie basate sulla nanotecnologia per la medicina sulla Terra e nello spazio. La ricerca è supportata dal Center for the Advancement of Science in Space, NASA e HMRI.
Gli scienziati dell'UTMB e dell'HMRI hanno preparato sacchetti per bioreattori che includono cellule progenitrici e staminali polmonari e pezzi di impalcatura polmonare. L'impalcatura è la struttura di collagene ed elastina su cui crescono le cellule polmonari. Space X ha lanciato con successo il carico utile contenente queste buste il 14 agosto durante la sua dodicesima missione dei servizi di rifornimento commerciale (CRS-12) dal Kennedy Space Center della NASA in Florida e dovrebbe arrivare alla Stazione Spaziale Internazionale il 16 agosto. Una volta sulla ISS, le cellule dovrebbero crescere sullo scaffold in un bioreattore adattato.
Una volta che le cellule polmonari sono tornate sulla Terra, i ricercatori cercheranno lo sviluppo della fibrosi, la struttura dei tessuti e la risposta delle cellule immunitarie, tra gli altri cambiamenti e danni che potrebbero verificarsi alle cellule polmonari. È stato scoperto che le lesioni polmonari accelerano nello spazio, ed è attraverso uno studio approfondito di quelle cellule che si spera che possano essere sviluppate terapie.
Nichols e il dottor Joaquin Cortiella, un professore e direttore del Lab of Tissue Engineering and Organ Regeneration all'UTMB, hanno coltivato con successo polmoni nel loro laboratorio a Galveston, ma ora vedranno se gli astronauti possono fare lo stesso a gravità zero. Jason Sakamoto, professore affiliato ed ex co-presidente del Dipartimento di Nanomedicina dell'HMRI, ha applicato il suo nuovo processo di decellularizzazione degli organi e sistemi di somministrazione basati sulla nanotecnologia per supportare questo sforzo complessivo di rigenerazione polmonare.
"Abbiamo esperienza di lavoro con il Center for the Advancement of Science in Space per studiare le nostre nanotecnologie in azione sulla Stazione Spaziale Internazionale, "Disse Grattoni. "Tuttavia, siamo estremamente entusiasti di far parte di questo studio clinico, poiché potrebbe svolgere un ruolo fondamentale nel modo in cui affrontiamo i futuri viaggi nello spazio in termini di conservazione della salute degli astronauti. Ciò che apprendiamo durante questo esperimento fondamentale potrebbe portare a progressi medici simili alla fantascienza, dove la rigenerazione degli organi diventa una realtà sia nello spazio profondo che qui sulla Terra".
I ricercatori dell'HMRI prenderanno i risultati dell'UTMB e lavoreranno allo sviluppo di terapie che potrebbero aiutare gli astronauti, così come le persone sulla Terra.
"Questa esplorazione fornirà informazioni fondamentali per lo sviluppo collaborativo di terapie cellulari per le malattie autoimmuni, carenze ormonali e altri problemi, " Disse Grattoni.
