Un nuovo esperimento volto a studiare la meccanica delle fibrille amiloidi, un tipo di aggregazione proteica associata a malattie come il diabete, Alzheimer, e Parkinson—iniziato oggi a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), guidato da un team del Rensselaer Polytechnic Institute.

Il progetto è stato ideato da Amir Hirsa, un professore di meccanica, aerospaziale, e ingegneria nucleare a Rensselaer e membro del Centro per la biotecnologia e gli studi interdisciplinari (CBIS). Cercava un modo per studiare la fluidodinamica senza interferenze dalle solide pareti di un contenitore, che sarebbe tipicamente necessario per contenere un fluido studiato sulla Terra.

Il concetto, che Hirsa chiama goccia tranciata, richiede un ambiente di microgravità, come quello trovato in orbita, dove la sola tensione superficiale può tenere insieme una goccia di liquido. Ciò consentirà ai ricercatori di osservare gli effetti dello stress sulle proteine, in questo caso:l'insulina.

"Stiamo cercando di capire questa particolare forma di aggregazione proteica, " ha detto Hirsa. "E stiamo cercando di rimuovere la complicazione della nucleazione della parete."

L'hardware di caduta ad anello, costruito dalla NASA e dai suoi appaltatori, e ispirato al concetto di Hirsa, include una siringa che eroga una grande goccia di liquido composto da acqua e insulina disciolta. Una volta dispensato, la goccia si attacca a un sottile anello fisso su un lato dell'hardware, e un altro anello sottile sull'altro lato che può ruotare. L'anello rotante può essere ruotato per tagliare la proteina, accelerando significativamente la formazione di fibrille amiloidi. Questo approccio, ricercatori hanno detto, consente la modellazione dei processi che avvengono all'interno del corpo.

"Uno dei grandi motivi per cui vuoi entrare nella microgravità è perché, altro che ossa, non ci sono interfacce veramente solide nel corpo umano, " ha detto Joe Adam, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Hirsa. "Le superfici delle tue cellule, i tuoi neuroni, e il tuo cervello, sono interfacce fluide. Così, se riusciamo a ottenere un sistema con più di quelle interfacce fluide, ci aiuterà a capire la scienza dietro questi processi di fibrillazione".

I ricercatori hanno testato per la prima volta questo concetto a bordo della ISS nell'estate del 2019, e da allora hanno eseguito ulteriori esperimenti a terra e in voli parabolici per aiutare gli ingegneri della NASA a apportare miglioramenti significativi all'hardware.

"Ho iniziato alcuni progetti iniziali, modificare la geometria di parti dell'hardware fisico, "ha detto Patrick McMackin, un dottorando nel laboratorio di Hirsa. "Dal mio lavoro, La NASA Marshall ha finito per creare alcune potenziali soluzioni diverse per l'hardware, ed è quello che hanno testato sui loro voli parabolici".

Oltre ai miglioramenti hardware, il team ha anche rivisto la formulazione del campione della proteina insulina che sarà testata a bordo dell'ISS. Questa ricerca continua ad essere condotta in collaborazione con, e con il sostegno di sovvenzioni da, Centro di volo spaziale George C. Marshall della NASA.