Misión MicroAge: diseño experimental y hardware para un sistema de cultivo a medida que soporta el músculo...

Área de la Ciencia:

• Biología espacial Biología espacial.
• Fisiología muscular La fisiología muscular.
• La ingeniería de tejidos.

Sus antecedentes:

• La microgravedad en la Estación Espacial Internacional (ISS) causa una rápida atrofia del músculo esquelético, similar al envejecimiento acelerado en la Tierra.
• Las actuales contramedidas de ejercicio en la ISS son insuficientes para prevenir completamente la pérdida muscular y el deterioro funcional.
• Comprender los vínculos moleculares entre la pérdida muscular inducida por los vuelos espaciales y el envejecimiento es crucial para la salud de los astronautas y las aplicaciones terrestres.

Objetivo del estudio:

• Investigar si los mecanismos moleculares de la descondicionamiento muscular en microgravedad se asemejan a los del envejecimiento.
• Para probar intervenciones genéticas, específicamente la sobreexpresión de la proteína de choque térmico 10 (HSP10), como una contramedida contra la atrofia muscular.
• Desarrollar y validar construcciones avanzadas de músculo esquelético humano de ingeniería de tejidos para la investigación de la órbita terrestre baja (LEO).

Principales métodos:

• Fabricación de construcciones de músculo esquelético humano utilizando un enfoque de ingeniería de tejidos en andamios impresos en 3D con canales microfluídicos integrados.
• Se utilizó hardware especializado compatible con la incubadora Kubik de la Agencia Espacial Europea (ESA) para experimentos de microgravedad en la ISS.
• Desarrolló protocolos previos al vuelo y procedimientos operativos para llevar a cabo experimentos biológicos complejos en el entorno LEO.

Principales resultados:

• Demostró que la atrofia muscular inducida por la microgravedad comparte vías moleculares con el deterioro muscular relacionado con la edad.
• Prueba de concepto para la sobreexpresión de HSP10 en construcciones musculares diseñadas para reducir la atrofia y la pérdida funcional en microgravedad simulada.
• Estableció y operó con éxito avanzados modelos musculares biofabricados en el espacio para estudios fisiológicos.

Conclusiones:

• La microgravedad sirve como un modelo valioso para estudiar el envejecimiento muscular acelerado y el acondicionamiento.
• HSP10 tiene potencial como un objetivo terapéutico para mitigar la pérdida muscular en los astronautas y las poblaciones de envejecimiento.
• La plataforma de ingeniería de tejidos desarrollada ofrece un marco sólido para la futura investigación musculoesquelética en el espacio.