Quando si viaggia nello spazio, gli astronauti sperimentano cambiamenti fisiologici normalmente associati all'invecchiamento, come la perdita ossea, deterioramento muscolare e alterazione del sistema immunitario. Quando gli astronauti tornano sulla Terra, i cambiamenti spesso si invertono. Per comprendere meglio la rilevanza dell'esperienza degli astronauti per la salute umana, sia a terra che oltre, il Centro nazionale per l'avanzamento delle scienze traslazionali (NCATS) del NIH ha collaborato con il Laboratorio nazionale degli Stati Uniti della Stazione spaziale internazionale (ISS National Lab) per inviare frammenti di tessuto, una tecnologia di ricerca che riflette il corpo umano, nello spazio. L'ISS National Lab e la NASA collaborano per utilizzare la porzione statunitense della stazione spaziale per iniziative di ricerca sfruttando l'ambiente unico di microgravità nello spazio.

Domani, un set di chip di tessuto che modellano aspetti del sistema immunitario umano è programmato per il lancio durante la 16a missione di rifornimento commerciale di SpaceX (assegnata dalla NASA) da Cape Canaveral, Florida, al Laboratorio Nazionale dell'ISS. Il chipset è il primo di tanti supportati dal NIH che viaggeranno all'ISS National Lab nei prossimi mesi. Guidato da NCATS attraverso la sua iniziativa Tissue Chips in Space, ricercatori dell'Università della California, San Francisco (UCSF), ha sviluppato il chip del sistema immunitario per esplorare la relazione tra invecchiamento e risposte immunitarie e per cercare possibili modi per rallentare il processo di invecchiamento.

"La ricerca sull'ISS National Lab sta creando opportunità senza precedenti per gli scienziati di studiare i cambiamenti indotti dalla microgravità nella fisiologia umana rilevanti per le malattie qui sulla Terra, nonché per accelerare lo sviluppo di tecnologie traslazionali per applicazioni terrene, " ha dichiarato il direttore dell'NCAT Christopher P. Austin, M.D., il Dipartimento della Salute e dei Servizi Umani degli Stati Uniti e il collegamento NIH con la NASA. "La ricerca di NCATS portata avanti con il lancio di oggi non solo contribuirà a preziose conoscenze sul processo di invecchiamento, ma potrebbe anche rivelare nuovi approcci per migliorare gli effetti dell'invecchiamento".

Progettato per funzionare come gli organi umani, i frammenti di tessuto imitano i tessuti e le cellule umani viventi. Ogni chip del sistema immunitario include tre tipi di cellule:un tipo specifico di cellula immunitaria; cellule del midollo osseo, che producono cellule immunitarie; e cellule dal rivestimento dei vasi sanguigni, dove le cellule immunitarie incontrano un'infezione. Alcune dozzine di chip del sistema immunitario stanno viaggiando verso la stazione spaziale, dove rimarranno in un incubatore. Dopo due settimane, le patatine saranno congelate e conservate. Dopo, saranno trasportati sulla Terra per essere analizzati.

"Inviando i nostri chip immunitari nello spazio, saremo in grado di simulare il processo di invecchiamento del sistema immunitario e capire come influisce sulla capacità del nostro corpo di ripararsi man mano che invecchiamo, " ha detto Sonja Schrepfer, M.D., dottorato di ricerca, professore di chirurgia alla UCSF e co-sviluppatore del chip del sistema immunitario.

"Ci aspettiamo che questa ricerca fornisca agli scienziati nuove informazioni sulle basi molecolari di molte condizioni umane, che in questo particolare progetto riguarda il modo in cui la microgravità induce l'invecchiamento del sistema immunitario che può portare allo sviluppo di nuove terapie qui sulla Terra, " disse Danilo Tagle, dottorato di ricerca, Vicedirettore facente funzione di NCATS e direttore associato per iniziative speciali.

NCATS sta supportando questa ricerca sui chip tissutali del sistema immunitario attraverso la sovvenzione 1-UG3-TR-002192-01.

Un altro lancio, attualmente previsto per marzo 2019, anche da Cape Canaveral, invierà chip renali, frammenti ossei e cartilaginei, e chip che modellano la barriera emato-encefalica, che è una rete protettiva di vasi sanguigni e tessuti che può impedire alle terapie di raggiungere il cervello, all'ISS-NL. Un lancio previsto per aprile 2019 dall'isola di Wallops, Virginia, includerà un chip polmonare collegato a un chip del midollo osseo, per lo studio delle infezioni. Visualizza il programma di lancio per le informazioni più aggiornate.