Modeller av mänskliga sjukdomar är fördelaktiga för medicinsk forskning, men har begränsningar i att förutsäga hur ett läkemedel kommer att bete sig i människokroppen med hjälp av data från icke-mänskliga modeller på grund av inneboende skillnader mellan arter. Många mediciner ger oväntade resultat i det kliniska prövningsstadiet med människor, trots framgång i djurmodeller och till och med 2D-cellodlingsmodeller som använder mänskliga celler. "Organs-on-Chips"-metoden för forskning om mänsklig fysiologi ombord på den internationella rymdstationen kan leda till mer tillförlitliga och förutsägbara resultat för läkemedelsutveckling och minska behovet av djurförsök.

Fem nyligen tillkännagivna forskningsprojekt finansierade av National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS), del av National Institutes of Health (NIH), och sponsras av Center for the Advancement of Science in Space (CASIS), kommer snart att föra "Organs-on-Chips" forskning till det kretsande laboratoriet.

Genom att genomföra biomedicinska undersökningar inom rymdstationens unika mikrogravitationsmiljö kan forskare studera celler när de växer i 3D, snarare än i 2D-labbmiljön på jorden där tyngdkraften tvingar celler i kultur att platta till plastväggar. Förutom fördelarna med att odla celler till 3D-vävnader, cellkulturer kommer också att observeras för förändringar i genuttryck, cellkommunikation, och differentieringsmönster som kan leda till förändringar i organ och andra kroppssystem.

Forskningsprojekten inkluderar:

• Lung Host Defense in Microgravity (George Worthen, Barnsjukhuset i Philadelphia)
• Organs-on-chips som en plattform för att studera effekterna av mikrogravitation på mänsklig fysiologi:Blood-Brain Barrier-Chip i hälsa och sjukdom (Christopher Hinojosa, Tävla med, Inc.)
• Brosk-Ben-Synovium mikrofysiologiskt system:Muskuloskeletal sjukdomsbiologi i rymden (Alan Grondzinsky, MIT)
• Mikrogravitation som modell för immunologisk senescense och dess inverkan på vävnadsstamceller och regenerering (Sonja Schrepfer, UCSF)
• Effekter av mikrogravitation på strukturen och funktionen av det proximala och distala tubulära mikrofysiologiska systemet (Jonathan Himmelfarb, U i Washington)

Partnerskap som det mellan CASIS och NCATS vid NIH ger forskare och ingenjörer den unika möjligheten att flyga sin vetenskap i rymden, främja markforskning och föra rymden närmare hemmet än någonsin.

"Den internationella rymdstationen är en unik plattform för forskningsinnovation som kan gynna livet på jorden, men den har också förmågan att främja värdefulla partnerskap som möjliggör experiment för en mängd olika utredare, sa Patrick O'Neill, marknads- och kommunikationschef på CASIS.

"Detta partnerskap med NCATS är en del av ett flerårigt samarbete som kommer att ge utredarna de resurser som krävs för att förbättra denna spirande nya forskningsdisciplin cirka 250 miles över jorden."