El objetivo de la misión de un mes a bordo de la Estación Espacial Internacional es producir por primera vez células madre en microgravedad; el lanzamiento se llevó a cabo el 3 de agosto.
Cedars-Sinai realizó su primer intento de producir células madre en el espacio y su cuarto lanzamiento de experimentos con células madre a la Estación Espacial Internacional. El lanzamiento, financiado por la NASA, se llevó a cabo el 3 de agosto.
“Implementamos todo el proceso de reprogramación de células madre pluripotentes inducidas en el espacio, y es la primera vez que se hace”, declaró el doctor Arun Sharma, biólogo de células madre e investigador científico del Instituto de Medicina Regenerativa de Cedars-Sinai.
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Las células madre pluripotentes inducidas, o iPSC, son células adultas reprogramadas en un estado en el que pueden convertirse en muchos otros tipos celulares. Se requieren grandes volúmenes de iPSC para la investigación y para crear tratamientos de enfermedades basados en células madre, los investigadores creen que el entorno de microgravedad del espacio podría facilitar la fabricación de las células.
Durante la misión, financiada a través de un Premio de la NASA a Aplicaciones de Producción en el Espacio, los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional trabajarán con células suministradas por el Instituto Allen de Ciencia Celular. Añadirán los elementos que reprogramarán las células para convertirlas en células madre y transferirán periódicamente las células a un sistema de imagen que permitirá a los investigadores en la Tierra comprobar su desarrollo.
“La reprogramación de las células es el primer paso del proceso de fabricación de iPSC“, explica Clive Svendsen, doctor y director ejecutivo del Instituto de Medicina Regenerativa del Consejo de Gobernadores. “La siguiente etapa es la expansión, que es el crecimiento y replicación de las células para que podamos producir miles de millones de ellas. Queremos saber cómo afecta la microgravedad a estos procesos”.
Las lecciones aprendidas en el espacio ayudarán a determinar si la fabricación a gran escala de células madre allí es viable, y también informarán sobre la biofabricación de células madre en la Tierra, dijo Svendsen.
“Esta misión espacial pondrá a prueba la fabricación de células madre a pequeña escala”, dijo el Dr. Dhruv Sareen, PhD, director fundador del Cedars-Sinai Biomanufacturing Center y de la iPSC Core Facility. “Utilizaremos lo que aprendamos a través de estos experimentos, así como las lecciones de nuestros experimentos anteriores con procesos automatizados en el espacio, para determinar cómo ampliar y crear las mejores prácticas de fabricación de estas células.”
Los astronautas emplearán la misma técnica de reprogramación desarrollada y utilizada en Cedars-Sinai.
Al cabo de aproximadamente un mes, se devolverán a la Tierra muestras conservadas de las células de la misión para realizar pruebas de calidad. Si todo marcha bien, en una misión prevista para el año próximo las células se convertirán en células cerebrales y cardíacas, explicó Sharma.
“En la Tierra tenemos retos para cultivar iPSC, pero ¿y si crecen estupendamente en microgravedad?” señala Svendsen. “¿Y si las líneas celulares creadas en el espacio tuvieran características únicas? Éstas son las grandes preguntas. Y si dentro de 20 años estamos fabricando células madre en el espacio, estos experimentos serán su origen.”
Los socios de Cedars-Sinai en la misión son Axiom Space y BioServe Space Technologies. La científica del proyecto Maedeh Mozneb, PhD, y la investigadora asociada Madelyn Arzt son miembros clave del equipo del Laboratorio Sharma.
La misión se lanzó desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA, en Florida, en una nave espacial Northrop Grumman Cygnus sobre un cohete Falcon 9 de SpaceX.
El lanzamiento forma parte de una serie de misiones financiadas por la NASA en las que Sharma, Svendsen y Sareen han desempeñado papeles clave. Sharma también ha recibido recientemente una subvención del Laboratorio Nacional de Innovación de la Estación Espacial Internacional para realizar nuevos experimentos con células madre en el espacio.
“Este financiamiento se basará en nuestra investigación actual sobre la biofabricación en el espacio con dos misiones adicionales”, declaró Sharma.
La primera misión se centrará en la creación de esferoides cardíacos en el espacio. Los esferoides cardíacos son pequeños grupos de células del músculo cardíaco y de los vasos sanguíneos del corazón, creados a partir de células madre, que funcionan de forma muy parecida a como lo hacen en un corazón humano real.
“Queremos ver si el entorno de microgravedad facilita la creación de estos esferoides”, explica Sharma. “Es posible que consigamos una simetría mejor en el espacio que en la Tierra, donde la gravedad comprime los esferoides contra la placa”.
Tras esa misión, una segunda, relacionada con el programa Moonshot del Cáncer de la Casa Blanca, consistirá en utilizar estos esferoides para comprobar los posibles daños cardíacos (cardiotoxicidad) causados por fármacos contra el cáncer.
“Mi laboratorio ha realizado experimentos con células cardíacas derivadas de células madre para explicar por qué y cómo los fármacos contra el cáncer pueden dañar el corazón”, explica Sharma. “Esperamos que estos esferoides, creados en el espacio, nos proporcionen una forma mejor de analizar la cardiotoxicidad de los fármacos contra el cáncer”.
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