Outer Space: The Last Frontier… voor stamcellen? Het Allen Institute for Cell Science in Seattle zegt dat cellen uit de collectie voor het eerst de ruimte in gaan als onderdeel van een privémissie naar het internationale ruimtestation ISS.
De Allen Cell Collection-lijn van door mensen geïnduceerde pluripotente stamcellen (IPSC’s) zal de focus zijn van een van de meer dan 20 experimenten die worden gelanceerd op een vlucht georganiseerd door het in Texas gevestigde Axiom Space. Voormalig NASA-astronaut Peggy Whitson zal de Ax-2-missie leiden – Axiom’s tweede reis naar het ruimtestation – en haar bemanning bestaat uit de algemeen directeur van Tennessee, John Shoffner, en de Saoedische astronauten Ali Alqarni en Rayyanah Barnawi.
De Falcon 9-raket van SpaceX zal de bemanning in een SpaceX Crew Dragon-capsule in een baan om de aarde brengen, waar ze naar verwachting een week op het ruimtestation zullen blijven. De lancering is gepland voor zondag om 17:37 uur ET (14:37 uur PT) in het Kennedy Space Center van NASA in Florida. Het tarief voor elke coureur op de Ax-1-missie vorig jaar was ongeveer $ 55 miljoen, en hoewel de Ax-2-ticketprijs nog niet is aangekondigd, zal deze waarschijnlijk in een vergelijkbaar bereik liggen.
De stamcelstudie maakt deel uit van een reeks door NASA gefinancierde experimenten onder leiding van onderzoekers van het Cedars-Sinai Medical Center in Los Angeles. Dit experiment zal naar verwachting nieuwe wegen inslaan in het kweken van IPSC’s in de ruimte en het veranderen van het DNA van de cellen voor therapeutische doeleinden.
Pluripotente stamcellen hebben het vermogen om te differentiëren tot bijna elk ander type cel in het lichaam, inclusief hartcellen en hersencellen. Onderzoekers hebben ontdekt hoe gewone cellen – meestal huidcellen – kunnen worden herprogrammeerd tot pluripotente stamcellen. Maar er zijn nog hindernissen te overwinnen.
“Een grote uitdaging bij het gebruik van iPSC’s voor menselijke therapieën is om er genoeg van te produceren van zeer hoge kwaliteit”, zegt co-hoofdonderzoeker Arun Sharma, een bioloog bij de Board of Governors Regenerative Medicine Institute en het Smidt Heart Institute in Cedars-Sinai pers uitgave. “We willen ze in massa kunnen produceren in de miljarden zodat we ze kunnen gebruiken voor een aantal verschillende toepassingen, waaronder het ontdekken van nieuwe medicijnen die mogelijk de hartfunctie kunnen verbeteren.”
Stamcelproductietechnieken zijn verbeterd, maar onderzoekers zeggen dat de stress veroorzaakt door de zwaartekracht het voor massa’s IPSC’s moeilijk kan maken om uit te rekken en te groeien.
“Zwaartekracht trekt deze pluripotente stamcellen constant naar de grond, oefent druk uit en stimuleert ze om te transformeren in andere celtypen, maar in microzwaartekracht zal dat effect niet langer aanwezig zijn”, zegt Clive Svendsen, uitvoerend directeur van de Cedars-Sinai Bestuur van het Regenerative Medicine Institute van de gouverneur en co-hoofdonderzoeker van het experiment. “Als de zwaartekracht niet op de cellen inwerkt, willen we testen of ze sneller groeien, minder genetische veranderingen vertonen en in de pluripotente toestand blijven.”
De IPSC’s uit de Allen Cell Collection dragen een gen dat zo is aangepast dat delen van de cellen gloeien wanneer ze worden verlicht met licht van specifieke golflengten.
“Het oorspronkelijke doel van deze collectie was om te begrijpen hoe de belangrijkste organellen of ‘onderdelen’ zijn gerangschikt in een normale menselijke cel en hoe ze veranderen naarmate de cel verschillende functies vervult of zelfs een ander celtype wordt in de loop van de tijd”, zegt Ruwanthi Gunawardane, uitvoerend directeur van het Allen Institute for Cell Science, zei in een persbericht. “Op basis hiervan kunnen wij en anderen vervolgens bestuderen en begrijpen hoe verschillende aandoeningen, zoals menselijke ziekten, onze cellen beïnvloeden.”
Gunawardane zei dat zij en haar collega’s “nooit hadden gedacht dat onze cellen de ruimte zouden halen toen we deze collectie maakten”, maar Sharma zei dat de fluorescentie van de cellen zal dienen als een belangrijke maatstaf voor het Cedars-Sinai-experiment.
“Deze specifieke cellen die de reis naar de ruimte maken, komen uit een prachtige reeks cellen om mee te werken, omdat je ze groen kunt zien gloeien wanneer ze het krachtigst zijn”, zei Sharma. “Het is een geweldige visuele indicator van hoe gezond onze cellen zullen zijn zonder zwaartekracht.”
Brock Roberts, die het genoomengineeringteam leidt van het Allen Institute for Cell Science, vertelde GeekWire dat de genetisch gemanipuleerde cellen wetenschappers “een real-time verklaring zullen geven van de potentie of ‘voorouderlijke aard’ van de cellen in levende cellen.”
Naast het monitoren van de effectiviteit van de cellen, is het Cedars-Sinai-team van plan om te onderzoeken of DNA effectief kan worden geïntroduceerd in de cellen in de nul-G-omgeving van het ruimtestation.
Aan het einde van de Ax-2-missie worden de cellen teruggebracht naar de aarde. Als dit experiment en de vervolgstudies voldoen aan de verwachtingen van de onderzoekers, kan dit leiden tot verbeteringen in stamcelproductietechnieken voor onderzoek en therapeutische doeleinden. Wie weet? De laatste grens zou een nieuwe grens kunnen worden voor de biotechnologie.