Norsk teknologi skal få til lungeceller til å vokse i rommet

Under lange opphold i rommet gjør vektløsheten at kroppen endrer seg mye. Romfarerne mister både bein- og muskelmasse og nerve-, sirkulasjons- og immunsystemet forandrer seg. Også lungefunksjonen blir dårligere, men forskerne vet ikke hvorfor.

Det skal et eksperiment av forskere på Sicilia finne ut av. De skal sende lungecellekulturer som vokser i liknende lag som i lungene til den internasjonale romstasjonen.

Der skal lungecellene vokse i opptil 10 uker, før veksten stoppes og cellene bevares. Så sendes de tilbake til jorda for nærmere analyse.

Forsøket heter ”Three dimensional culture of bronchial mucosa in microgravity: a new model to study respiratory cell differentiation and stress during space flight”.

Forskerne som skal utføre lungecelleforsøket jobber hovedsaklig med sykdommer som astma, så forsøket i rommet vil en dag kunne hjelpe pasienter på jorda.

Vant kontrakt hos ESA

- Lungecellene skal vokse i små kamre som vi skal lage, samt alt rundt som lungecellene vil trenge for å vokse i rommet, sier Irene Karoliussen. Hun er leder for prosjektet og forsker ved CIRiS i Trondheim.

Prosjektet starter i januar 2019, varer i tre år, og utføres på oppdrag av den europeiske romorganisasjonen ESA.

Det tyske selskapet OHB leder hele prosjektet og skal lage vekstkamre for et annet forsøk på romstasjonen. Det samme skal Kaiser Italia, prosjektets tredje partner.

Skisse av vekstkammer for lungecelleforsøk på romstasjonen. Lungecellene skal vokse i bunnen av kuvetten midt i kammeret. 24 slike kamre skal sitte inne i inkubatoren Biolab i Columbus, den europeiske laboratoriemodulen. Illustrasjon: CIRiS

CIRiS vant utlysningen fra ESA i konkurranse med bedrifter over hele Europa om å lage vekstkamrene for lungecelleforsøket.

- Vår del av prosjektet har tre hovedfaser, i den første delen utformer vi en prototype og tester den for videre utikling, sier Karoliussen.

Etter fem måneder gjennomgås den første prototypen på et møte hos ESA sammen med de andre partnerne i prosjektet. I de neste fasene blir utformingen fastlagt, så  bygges og testes den endelige utgaven som skal opp i rommet.

Flere typer utfordringer

- Dette spennende prosjektet vil utfordre oss på flere måter, sier Karoliussen.

Lungecellene skal vokse i flytende væske som inneholder all næringen de trenger. I vektløshet må denne væsken holdes på plass slik at den omgir cellene og ikke svever ut eller lekker på andre måter.

Luft, varme og fuktighet får vekstkamrene av Biolab, inkubatoren de sitter inne i, som befinner seg i den europeiske laboratoriemodulen Columbus på romstasjonen.

ESAs tyske romfarer, Alexander Gerst, ved Biolab, arbeidsstasjonen for biologiske forsøk i Columbus, den europeiske laboratoriemodulen på romstasjonen. Foto: ESA/NASA

- Den andre store utfordringen er at fikseringsvæsken som brukes for å stoppe veksten til lungecellene og bevare dem er giftig, sier Karoliussen.

Slik stoffer er det strenge regler for på romstasjonen slik at ikke noe kommer ut. Derfor må fikseringsvæsken til lungecellene oppbevares i beholdere med tre lag.

Sist men ikke minst er kamrene som lungecellene skal vokse i meget små. Karoliussen regner med at det ikke er mange kommersielle løsninger de kan bruke, og at de må lage mye fra bunnen av.

- Men siden vi har solid erfaring med å operere liknende vekstkamre for inkubatorer på romstasjonen, kjenner vi godt de strenge kravene til design og sikkerhet i rommet, hva som trengs for å få slike forsøk til å fungere i vektløshet, og hvordan romfarerne jobber, så har vi gode forutsetninger for å løse oppgaven, sier Karoliussen.

Ingen i Norge har gjort noe liknende

Ved CIRiS skal cirka fem personer jobbe fast med prosjektet.

Ikke bare skal lungecellene vokse i tredimensjonale lag som likner dem i lungene. Også metabolittene som lungecellene skiller ut når de vokser i vektløshet skal samles opp og undersøkes. Det har ikke blitt gjort i rommet før.

Forsyningsfartøyet Dragon ved romstasjonen i mai 2012. Foto: SpaceX

- Ingen i Norge har bygget noe liknende tidligere, og derfor er det både spennende og artig for oss å være med på dette prosjektet, sier Karoliussen. 

Lungecelleforsøket skytes opp tidligst i 2022. Da ønsker Karoliussen å være til stede på Kennedy Space Center og se SpaceX-raketten fare til værs med forsyningsfartøyet Dragon og den norske teknologien ombord.

Kontakt

Irene Karoliussen - Forsker og prosjektleder – CIRiS - 986 23 855