Rymdens inverkan på stamceller från nervsystemet, deras samverkan med Langerhanska öar och nybildning av insulinproducerande betaceller

Stamceller är attraktiva för att ersätta förlorade celler och för att stimulera reparation av skadad eller sjuk vävnad. Vår tidigare forskning har visat att en typ av stamceller som finns längs ryggmärgen under tidig utveckling, sk
”boundary cap neural crest stem cells” (BC) kan stimulera nybildning av insulinproducerande beta-celler från bukspottkörtelns Langerhanska öar. Beta-celler har normalt ingen nybildningsförmåga hos vuxna individer, vilket innebär att förlust av beta-celler, orsaken till diabetes typ 1, inte kan återställas av den drabbade organismen. Vi har funnit att nybildning av beta-celler stimuleras av omogna BC, kräver direkt kontakt mellan BC och beta-celler, och åtminstone delvis sker genom frisättning från BC av molekyler som stödjer beta-cellsöverlevnad. Att bibehålla BC i ett omoget stadium kan därför innebära att de kan stimulera till ökad beta-cellmängd. I nyligen genomförda experiment skickade vi BC till rymden från Esrange vid Kiruna i Sounding Rocket MASER 14. BC överlevde denna rymdresa på ett framgångsrikt sätt. Vi analyserade därefter deras egenskaper i jämförelse med BC från kontrollexperiment på jorden. Vi visade att BC som återkommit efter rymdfärd har en betydligt högre kapacitet att föröka sig än BC från kontrollförsök på jorden, samt att denna egenskap kvarstod som en form a
”rymdminne” flera månader efter återkomst till jorden. Detta tyder på att förhållanden under rymdfärd skulle kunna stimulera nybildning av beta-celler och att effekten av BC på nybildning av beta-celler skulle kunna förstärkas. Analys av genfunktion hos BC som återkommit efter rymdfärd visade ökad aktivitet av gener som reglerar tillväxtfaktorer, tydande på att dessa celler förvärvat nya egenskaper. I föreliggande projekt avser vi att bestämma hur förändrade gravitationsförhållanden under rymdfärd påverkar nybildning av beta-celler i Langerhanska öar som odlas ensamma eller tillsammans med BC, i jämförelse med kontrollförsök utförda på jorden. Odlingarna sker dels med BC och Langerhanska öar fria i odlingslösning, och dels där de bakats in tillsammans med stödjemolekyler i ”biotryckta” tredimensionella (3D) formationer. Efter genomförda experiment analyserar vi överlevnad, nybildning och funktion hos BC och beta-celler.. Dessutom undersöker vi vilka cellstimulerande ämnen som frisatts till odlingsvätskan i de olika försöken, samt huruvida cellernas genetiska egenskaper undergått långsiktig förändring i form av ett slags ”rymdminne”. Resultaten från dessa studier kommer slutligen att utnyttjas för att med hjälp av 3D ”biotryckning” skapa ett "miniorgan" bestående av samverkande BC och Langerhanska öar, en
”öorganoid”, som kan ge nya möjligheter att studera sjukdomsprocesser i Langerhanska öar, och utveckla nya behandlingar vid diabetes, inklusive cellbaserade strategier.