Ook medische wetenschap bereidt zich voor op leven op Mars
Hoe reageren menselijke of dierlijke cellen in een omgeving waar
geen of minder zwaartekracht is dan op aarde? Groeien tumoren
harder? Kun je iemand onder narcose brengen in de ruimte? Dat zijn
vragen die ten grondslag liggen aan het experiment dat
VUmc-onderzoeker Jack van Loon vandaag en morgen uitvoert in een
reeks zogenaamde ‘paraboolvluchten’ in Bordeaux. Tijdens een serie
duikvluchten met een vliegtuig wordt alles en iedereen aan boord
zo’n 22 seconden lang gewichtloos. Met een speciaal ontwikkelde en
3D-geprinte microscoop meten onderzoekers van VUmc/VU en ACTA dan
het effect van verlaagde zwaartekracht op botcellen. Met deze kennis
kunnen aardbewoners zich voorbereiden op eventuele medische zorg op,
en onderweg naar, Mars.
VUmc-onderzoeker Jack van Loon legt de laatste hand aan de opbouw
van de 3D-geprinte microscoop in het Bio X-experiment. (foto: Jeroen
Kortschot) Jack van Loon: “Het experiment is vrij simpel: we willen
de verandering van botcellen, vorm en hoogte, meten in relatie tot
zwaartekracht of gewichtloosheid. We maken hierbij gebruik van een
nieuw type microscoop, die door de onderzoeksgroep van Stefan Witte
van VU Natuurkunde is ontwikkeld en extreem compact en licht is,
aangezien er geen lenzen in gebruikt worden. Het VUmc 3D Innovation
Lab maakte de microscoop pasklaar met een 3D-printer.” Van Loon is
bij VUmc en ACTA verbonden aan de afdeling mondziekten, kaak- en
aangezichtschirurgie (MKA). Bij ESA is hij zwaartekrachtonderzoeker.
Mechanische krachten
Van Loon: “In de life sciences ontdekken we steeds meer de invloed
van de mechanische omgeving, naast de bekende biochemische omgeving.
Dit geldt voor het lichaam, zoals de invloed van sport, maar het
geldt ook op kleinere schaal: invloed op cellen. Door dit
‘paraboolvluchtonderzoek’ leren we beter begrijpen hoe botcellen
zich aan de mechanische omgeving aanpassen en hoe cellen in het
algemeen op bepaalde krachten reageren.” Dat is nuttig om te weten
omdat bij operaties door MKA-chirurgen de botten, zoals kaken en
schedels, weer moeten herstellen en daar spelen ook mechanische
krachten in mee.
Ziekte op Mars
“Maar er is meer”, aldus Tim Forouzanfar, hoogleraar mondziekten,
kaak- en aangezichtschirurgie: Als afdeling zijn we vooral
geďnteresseerd in de invloed van krachtenvelden op botcellen en
plaatselijke anesthesie, dit onderzoek is echter ook belangrijk met
het oog op de toekomst, als wij aardbewoners naar Mars gaan.
Wellicht heeft veranderde zwaartekracht invloed op de werking van
medicatie, uitbreiding van infecties in het lichaam. Gedrag van
tumorcellen zal mogelijk ook beďnvloed worden door de zwaartekracht.
De laatste jaren komen er meer studies naar mechanische
eigenschappen van tumorcellen. Dit wetende is de vraag: hoe moeten
artsen tijdens een reis naar Mars, of op de planeet Mars, omgaan met
het menselijk lichaam bij ziekten? Kun je bijvoorbeeld in de ruimte
anesthesie toepassen?” Op de planeet Mars is de zwaartekracht lager,
namelijk nog geen 40% van die op aarde.
32 ‘duikvluchten’
Het vliegtuig, een Airbus-310, is speciaal omgebouwd voor de
experimenten aan boord. Er zijn zitplaatsen voor ca. 40 mensen en
verder is het toestel bekleed met witte kussens en gevuld met
apparatuur, zoals de 3D-geprinte microscoop. De wetenschappers die
meevliegen zijn vooraf uitgebreid medisch gekeurd. Het vliegtuig zal
per vlucht 32 keer een paraboolvlucht maken, met bij elke parabool
zo’n 22 seconden volledige gewichtloosheid. Het Bio-X experiment is
een samenwerking tussen VUmc, VU, ACTA, en ESA-ESTEC in Noordwijk.
Met deze samenwerking hoopt Van Loon met collega’s volgend jaar
eenzelfde experiment uit te voeren op de XCOR suborbital vlucht in
de Mojavewoestijn in Californië. Deze maakt een parabool van geen 22
seconden maar van 4 minuten.
