Mensen die door ziekte lang in bed moesten blijven, kennen het probeem. Ze moesten eerst weer leren lopen. Hun gewrichten functioneerden niet meer zoals voor de ziekte. Hetzelfde maken astronauten mee, die lange tijd in gewichtloosheid in de ruimte hebben doorgebracht. In het gewrichtskraakbeen kunnen tekenen van degeneratie optreden doordat de kraakbeencellen reageren op de zwaartekracht.
Om te onderzoeken hoe deze zogenaamde chondrocyten zich gedragen tijdens gewichtloosheid, wil moleculair bioloog Andreas Hammer van de Goethe Universiteit Frankfurt, samen met wetenschappers van de Luzerner Hogeschool voor Toegepaste Wetenschappen en Kunsten en de ESA, experimenten uitvoeren tijdens zogenoemde paraboolvluchten in Frankrijk.
De nadruk ligt op bepaalde membraankanalen van de chondrocyten. “Deze openen en sluiten zich mogelijk afhankelijk van mechanische spanningen”, leggen de onderzoekers uit. Bij Hammer’s experimenten telt elke seconde. Want tijdens een paraboolvlucht komt het vliegtuig slechts ongeveer 20 seconden in vrije val. Alleen in die korte tijdsspanne is er in het vliegtuig sprake van gewichtloosheid. Dan kunnen de onderzoekers kijken of en hoe het openen en sluiten van die kanaaltjes functioneert.
Meetkamers
Om alles vlot te laten verlopen, werden de experimenten tot in de kleinste details voorbereid. De chondrocyten zijn gekweekt in kleine meetkamers met voedingsvloeistof en zijn bestraald met UV-licht. Dit UV-licht zorgt ervoor dat een eiwit dat kunstmatig in de chondrocyten is ingebracht van kleur verandert, afhankelijk van de calciumconcentratie in de cel. Zo kun je zien of de kanaaltjes al dan niet open of dicht gaan.
Tijdens de individuele vluchten wil Hammer chondrocyten in meer dan 2.300 kleine meetkamers onder verschillende omstandigheden onderzoeken. Het vliegtuig stijgt op vanaf de luchthaven Bordeaux-Mérignac in Frankrijk. Per vlucht worden 31 parabolen gevlogen. De parabolen vormen een grote uitdaging voor het evenwichtsgevoel en de maag van de mensen in het vliegtuig. Je kunt er flink misselijk van worden. Omdat de wetenschappers ook nog experimenten moeten uitvoeren, krijgen ze meestal van tevoren anti-misselijkheidsmedicijnen toegediend.
Met de resultaten van de experimenten hopen de onderzoekers inzicht te krijgen in de degeneratie van kraakbeen, zowel in gewichtloosheid als op aarde. Deze moeten uiteindelijk ook nieuwe inzichten verschaffen in het ziektemechanisme bij osteoartritis.
Foto: Andreas Hammer maakt volgende week paraboolvluchten in een van deze vliegtuigen van de firma Novespace (hier op de luchthaven van Paderborn). Foto: Simon Wüest, Hochschule Luzern
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
