Däggdjursceller är optimalt anpassade till gravitationen. Men vad händer i rymdens mikrogravitationsmiljö om jordens dragkraft försvinner? Tidigare, många experiment visade cellförändringar – efter timmar eller till och med dagar i noll gravitation. Astronauter, dock, återvände till jorden utan några allvarliga hälsoproblem efter långa uppdrag i rymden, vilket väcker frågan om hur kapabla celler är att anpassa sig till förändringar i gravitationen. Baserat på realtidsavläsningar på ISS, UZH-forskare kan nu avslöja att celler kan reagera på förändringar i gravitationsförhållanden extremt snabbt och fortsätta att fungera. Därför, studien ger också direkta bevis för att vissa cellfunktioner är kopplade till gravitation.

Testuppställning och mätning på ISS

I motsats till rymdexperiment, där analyser utförs efteråt på jorden, teamet ledd av UZH-forskarna Oliver Ullrich och Cora Thiel valde en annan väg. De inriktade sin experimentella design på att utföra direkta mätningar i rymden:från upptining av testcellerna till själva mätningarna, ESA-astronauten Samantha Cristoforetti utförde alla operationer direkt i labbet på ISS. Data som samlades in på rymdstationen överfördes sedan till jorden. Rigorösa interna och externa kontroller uteslöt någon annan påverkan än allvar.

Cellanpassning på 42 sekunder

Forskargruppen använde den så kallade oxidativa burst – en gammal evolutionär mekanism för att döda bakterier via försvarsceller – för att studera hur råttceller reagerade på förändringar i gravitationen. Med hjälp av centrifuger, Cristoforetti ändrade gravitationsförhållandena på ISS, vilket gjorde det möjligt för teamet i kontrollcentret att spåra hur cellerna reagerade. "Extrasnabbt, " förklarar Oliver Ullrich, en professor från Institute of Anatomy vid universitetet i Zürich. "Även om immunförsvaret kollapsade så fort ingen tyngdkraft träffade, till vår förvåning gjorde försvarscellerna en fullständig återhämtning inom 42 sekunder." För Ullrich och Thiel, det direkta beviset på en snabb och fullständig anpassning till noll gravitation på mindre än en minut väcker frågan om tidigare cellförändringar mätt efter timmar eller dagar också var resultatet av en anpassningsprocess.

"Det verkar paradoxalt, " säger Thiel:"Celler kan anpassa sig ultrasnabbt till noll gravitation. Dock, de var aldrig utsatta för det i livets utveckling på jorden. Därför, resultaten väcker fler frågor om livets robusthet och dess häpnadsväckande anpassningsförmåga." I alla fall, När det gäller Ullrich är resultatet av ISS-experimentet goda nyheter för bemannad rymdflygning:"Det finns hopp om att våra celler klarar mycket bättre med noll gravitation än vi tidigare trott."