Wetenschappers zoeken antwoorden met de studie van de schildklierkanker op het ruimtestation

Anonim

Slecht gedifferentieerde folliculaire schildkliercellen kort voor de lancering. De cellen werden vervolgens blootgesteld aan microzwaartekracht aan boord van het International Space Station voor het onderzoek van de Cellbox-schildklier.

Nanoracks Frame-3 met de Airbus, Defense en Space Centrifuge voor gebruik om schildklierkankercellen aan boord van het internationale ruimtestation te kweken.

Jessica Pietsch, Ph.D., en Stefan Riwaldt, medisch student, werken aan de hardware-assemblage voor de studie Cellbox-Thyroid.

De multinationale inspanningen die in onderzoek aan boord van het internationale ruimtestation worden uitgevoerd, laten zien dat samenwerken kan resulteren in resultaten met universele voordelen . Dit is vooral het geval als we het hebben over gezondheidsproblemen, zoals kanker. Onderzoekers maken gebruik van de microzwaartekrachtomgeving aan boord van het ruimtestation om antwoorden te vinden op vragen over de aard van kankercellen. Met de Microgravity on Human Thyroid Carcinoma Cells ( Cellbox-Thyroid ) studie, onlangs uitgevoerd in een baan om de aarde, hopen we antwoorden te vinden die zullen helpen bij de bestrijding van schildklierkanker.

De American Cancer Society schat ongeveer 62.980 gevallen van schildklierkanker in de VS in 2014. De schildklier is een klier in de nek die hormonen afscheidt die het lichaam helpen de groei en ontwikkeling, het metabolisme en de lichaamstemperatuur te reguleren. De Cellbox-Thyroid-studie wordt mogelijk gemaakt door een samenwerking tussen NanoRacks, Airbus Defense and Space, het Duitse Aerospace Center ( DLR ) en het Centrum voor de Bevordering van Wetenschap in de Ruimte ( CASIS ) om het microzwaartekrachtonderzoek aan boord van het ruimtestation te vergemakkelijken.

"NanoRacks host deze Duitse onderzoeksstudie aan boord van het Amerikaanse nationale laboratorium", zegt Jeff Manber, CEO van NanoRacks. "Het kan heel goed een kritische vooruitgang boeken in het begrijpen en zelfs vertragen van het ontstaan ​​van kanker in de schildklier."

Het algemene doel van de Cellbox-schildklierstudie is het identificeren van nieuwe biomarkers en doeleiwitten voor gebruik bij de ontwikkeling van nieuwe kankerbestrijdende geneesmiddelen. Het onderzoek is gebaseerd op onderzoek dat in SIMBOX is uitgevoerd aan boord van de Chinees-Duitse Chinese Shenzhou-8- missie. Tijdens die studie in 2011 keek Daniela-Gabriele Grimm, MD, hoofdonderzoeker en onderzoeker bij de afdeling Biomedicine, Farmacologie aan de Aarhus Universiteit in Aarhus, Denemarken, naar kankercellen in microzwaartekracht en ontdekte dat tumoren zich minder agressief gedragen in die omgeving . De gepubliceerde bevindingen van Grimm verschenen eerder dit jaar in de Federation of the American Societies for Experimental Biology Journal.

"Een andere belangrijke bevinding was dat een tumor driedimensionaal in de ruimte groeit. Het mechanisme voor deze bevinding zal ook worden onderzocht in dit Cellbox-Thyroid-experiment, "zei Grimm. Dit resultaat is gepubliceerd in Elsevier Biomaterials 2013 .

Met de Cellbox-Thyroid-studie probeert Grimm voort te bouwen op haar eerdere conclusies door de eiwitten te identificeren die op antikankerbehandelingen kunnen worden gericht. Inzicht in wat bepaalt hoe tumoren groeien, kan leiden tot kennis voor het verbeteren van behandelingen op aarde. De experimenten vonden plaats aan boord van het ruimtestation kort na het afmeren van de SpaceX Dragon op 20 april. De monsters keerden op 18 mei terug naar de aarde aan boord van hetzelfde voertuig voor verdere analyse door onderzoekers op de grond.

In het bijzonder zijn onderzoekers op zoek naar de microzwaartekrachtomgeving om een ​​veranderd genexpressiepatroon te onthullen - hoe de gecodeerde informatie van het gen eiwitmolecuulassemblage aanstuurt. Ze willen ook leren over de eiwitten die door de cellen tot expressie worden gebracht of worden uitgescheiden, genaamd proteoom en secretoom. Het isoleren van hoe de celprocessen werken zou kunnen leiden tot nieuwe schildklierkankergeneesmiddelen en een beter begrip geven van het mechanisme dat leidt tot de ontwikkeling van kanker voor nieuwe strategieën bij de behandeling van schildklierkanker.

"Ruimtevluchtexperimenten zijn van grote waarde voor celbiologisch onderzoek in het algemeen en voor kankeronderzoek in het bijzonder, " zei Grimm. "Onze experimenten tonen aan dat microzwaartekracht [s] veranderingen in de expressie en secretie van genen en eiwitten die betrokken zijn bij de proliferatie, metastase en overleving van kankercellen, induceren en de cellen in de richting van een minder agressief fenotype veranderen ."

In microzwaartekracht voorzien onderzoekers dat de kankercellen driedimensionale multicellulaire tumorsferoïden zullen vormen. Dit gedrag werd geïdentificeerd in de vorige studie, waar cellen dreef zonder te mengen met elkaar in de microzwaartekracht omgeving. Deze bevinding onthulde dat biochemische componenten op de celoppervlakken verantwoordelijk waren voor de initiële cel-tot-cel interacties vereist voor sferoïde vorming.

Voor de Cellbox-Thyroid-studie gebruikten onderzoekers zes experimentcontainers die in het NanoRacks-platform pasten en centrifugeerden voor de testruns. Nadat de experimenten waren voltooid, werden de monsters opgeslagen voor terugkeer naar de aarde. Eenmaal terug op de grond zullen onderzoekers de monsters analyseren en deze vergelijken met gegevens van grondbediening met gesimuleerde microzwaartekracht via een willekeurige positioneringsmachine en de resultaten van de SIMBOX-studie.

De hoop is dat de voortzetting van dit onderzoek van de oorspronkelijke SIMBOX-missie naar de ruimtestationstudie de bevindingen zal bevestigen en de statistische gegevens zal opbouwen. Grimm plant een extra vervolgstudie, genaamd Spheroids, voor 2015. Spheroids werken twee weken in een baan om de aarde, en leveren gegevens die, samen met zijn voorgangers, op een dag een deel van die jaarlijkse statistieken over schildklierkanker kunnen afstaan.

menu
menu