Il 4 maggio un sistema di chip tissutale supportato dal National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) con applicazioni cliniche dirette alle condizioni di salute qui sulla Terra è stato lanciato sul razzo SpaceX CRS 17/Falcon 9.

Centinaia di milioni di persone in tutto il mondo soffrono di osteoartrite (OA), e attualmente non ci sono farmaci modificanti la malattia che possono fermare o invertire la progressione dell'OA, solo antidolorifici per un sollievo sintomatico a breve termine. Milioni di individui sani, giovani e di mezza età, sviluppano l'artrosi post-traumatica (PTOA) a seguito di una lesione articolare traumatica, come una lesione del legamento crociato anteriore o del menisco, soprattutto nelle giovani donne che praticano sport. Si dice anche che le lesioni legate all'esercizio fisico siano frequenti fonti di lesioni articolari per i membri dell'equipaggio che vivono a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), e le lesioni articolari preesistenti possono anche influenzare le prestazioni degli astronauti nello spazio. Queste condizioni sono aggravate e peggiorate dall'esposizione dei membri dell'equipaggio all'assenza di gravità e alle radiazioni sulla ISS.

Dopo una lesione articolare traumatica, c'è un'immediata sovraregolazione delle proteine ​​infiammatorie chiamate citochine nel liquido sinoviale articolare, proteine ​​che sono secrete principalmente dalle cellule del rivestimento sinoviale dell'articolazione. Quando il trauma meccanico alla cartilagine causato dalla lesione iniziale è accompagnato dalla penetrazione di citochine nella cartilagine, la degradazione della cartilagine e dell'osso subcondrale nel corso di settimane e mesi spesso progredisce fino a diventare conclamata, PTOA doloroso in 10-15 anni.

Per studiare il PTOA sulla Terra e nello spazio, ricercatori del MIT guidati dal professor Alan Grodzinsky hanno sviluppato un sistema microfisiologico cartilagine-osso-sinovia in cui la cartilagine umana primaria, osso, e i tessuti sinoviali (ottenuti da banche donatrici) vengono co-coltivati ​​per diverse settimane. Durante la cultura, i ricercatori possono monitorare i biomarcatori intracellulari ed extracellulari della malattia utilizzando analisi quantitative sperimentali e computazionali metabolomiche e proteomiche, insieme al rilevamento di frammenti specifici della malattia delle molecole della matrice tissutale. Inoltre, questo sistema di co-coltura consente ai ricercatori di testare gli effetti di potenziali farmaci modificanti la malattia per prevenire la perdita di cartilagine e ossa sulla Terra e nello spazio.

Gli esperimenti a bordo della ISS utilizzano una piattaforma G variabile multiuso, prodotto da Techshot Inc., studiare gli effetti della microgravità e delle radiazioni ionizzanti su un chip di tessuto del ginocchio preparato utilizzando tessuti cartilagineo-osso-sinovia fissati su un materiale biocompatibile. La piattaforma consente il trasferimento e la raccolta automatizzati di terreni nutritivi per condizioni di test con e senza farmaci modificanti la malattia, compresi i test che utilizzano un sistema di controllo a gravità unica.

Queste indagini sulla Terra e nella ISS hanno il potenziale per portare alla scoperta di trattamenti e regimi di trattamento che, se somministrato immediatamente dopo una lesione articolare, potrebbe fermare la progressione della malattia OA prima che diventi irreversibile. L'obiettivo è trattare la causa principale del PTOA e prevenire danni permanenti alle articolazioni, piuttosto che mascherare i sintomi con antidolorifici più avanti nella vita, come si fa attualmente.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.