Processen för det gemensamma 3D Organoids in Space-projektet har sitt ursprung från University of Zurich (UZH) forskare Oliver Ullrich och Cora Thiel. Tillsammans med Airbus, de två pionjärerna inom forskning om hur gravitation påverkar och reglerar mänskliga celler har utvecklat processen för att projicera mognad. Airbus Innovations-teamet under ledning av projektledaren Julian Raatschen har utvecklat hårdvaran och ger tillgång till den internationella rymdstationen (ISS). Det tog projektpartnerna bara tre år från idé till det första produktionstestet i rymden. Under denna tid, de genomförde olika testfaser och övervann mycket konkurrenskraftiga interna urvalsprocesser. "Vi har visat att vägen till att producera mänsklig vävnad i rymden är genomförbar, inte bara i teorin, men i praktiken säger Oliver Ullrich.

Förbättra läkemedelsutveckling och minska djurförsök

Oliver Ullrich, professor i anatomi vid UZH, Biologen Cora Thiel och Airbus använder mikrogravitation i rymden för att odla tredimensionella organliknande vävnader – kallade organoider – från vuxna mänskliga stamceller. "På jorden, tredimensionella organoider är omöjliga att producera utan stöd och matrisstrukturer på grund av jordens gravitation, " Thiel förklarar. Sådana 3D-organoider väcker stort intresse från läkemedelsindustrin:De skulle göra det möjligt att utföra toxikologiska studier direkt på mänskliga vävnader utan omvägar via djurmodeller. Organoider odlade från patientens stamceller skulle också kunna användas som byggstenar för vävnad ersättning för att behandla skadade organ Antalet donerade organ är idag långt under den globala efterfrågan på tusentals donatororgan.

Differentierade 3D-organoider odlade i rymden

ISS-uppdraget i mars 2020 – där 250 provrör tillbringade en månad på ISS – var mycket framgångsrikt. Under deras månadslånga vistelse under mikrogravitationsförhållanden 400 kilometer över marken, vuxna stamceller utvecklades till differentierade organliknande strukturer som lever, ben och brosk. I kontrast, kontrollproverna odlade på jorden under normala gravitationsförhållanden visade ingen eller endast minimal celldifferentiering.

Robusthet och livsduglighet

I det nuvarande uppdraget, vävnadsstamceller från två kvinnor och två män i olika åldrar kommer att skickas i omloppsbana. Genom att göra så, forskarna testar hur robust deras metod är när de använder celler med olika biologisk variabilitet. De förväntar sig att produktionen i mikrogravitation är enklare och mer tillförlitlig än att använda hjälpmaterial på jorden. För närvarande, fokus ligger på produktionsfrågor och kvalitetskontroll. "Med tanke på framtida kommersialisering, vi måste nu ta reda på hur länge och i vilken kvalitet vi kan behålla organoiderna i kultur efter att de återvänt till jorden, säger Oliver Ullrich.

"Om det lyckas, tekniken kan utvecklas och föras till operativ mognad. Airbus och UZH Space Hub kan därmed ge ytterligare ett bidrag till att förbättra livskvaliteten på jorden genom rymdbaserade lösningar, " säger Airbus projektledare Raatschen. Provmaterialet kommer att återvända till jorden i början av oktober. De första resultaten förväntas från november.

Planerad uppdragsstart

Space X CRS-23 med Cargo Dragon från Space X, Falcon-9 uppskjutningssystem. Lansering den 28 augusti 2021 kl. 3:37 EST från Launch Pad LC-39A, Kennedy Space Center, Florida, U.S.A.

3D Organoids in Space-projekt

Det gemensamma projektet startade 2018, när teamen från UZH Space Hub och Airbus Defence and Space GmbH lämnade in sitt förslag i en Airbus-intern innovations- och idétävling för att få grundläggande finansiering och starta inledande forskning. Projektet segrade framgångsrikt mot ungefär 500 andra idéer.