Als het zou afhangen van de grootte van het thuisland van een wetenschapper, dan zou professor Joseph Borg uit Malta nooit de kans hebben gekregen om zich bij de onderzoekers van het International Space Station (ISS) te voegen. Gelukkig voor hem – en voor diabetici over de hele wereld – is de enige manier om een ticket naar de ruimte te verdienen, de (potentële) waarde van het onderzoek. Volgende maand zullen de bacteriële organismen van Borg in een baan om de aarde worden gebracht. Zijn doel: helpen bij de behandeling van mensen die aan diabetes lijden.
Voor Malta is het een primeur. Voor Borg en zijn team betekent het kennis toevoegen aan het wereldwijde begrip over diabetische voetzweren. Voor diabetici kan dit er uiteindelijk toe leiden dat ze een betere behandeling krijgen.
Wat houdt het project in?
Project Maleth zorgt ervoor dat huidmonsters van diabetische voetzweren in de ruimte onderzocht kunnen worden. Deze zweren zijn open wonden die bij een aantal diabetespatiënten voorkomen. Uiteindelijk kunnen ze leiden tot amputatie van de onderste ledematen.
Deze huidmonsters bevatten ook bacteriegemeenschappen, verzamelingen van verschillende bacteriën, zogeheten microbiomen. De behandeling ervan is heel moeilijk. Een deel van het probleem is dat sommige van deze bacteriën resistent worden tegen behandeling. Een van die resistenties is die tegen antibiotica.
“Diabetes op zich en de hoge glucosespiegels in het bloed bevorderen ook de resistentie,” legt prof. Borg uit. De ruimte is een interessant laboratorium voor wetenschappers zoals Borg, die resistentie bestuderen. Dit komt omdat de ruimte over het algemeen fungeert als een harde en ‘stressvolle’ omgeving voor cellen.
Borg zegt dat er een select aantal bacteriën zijn die van nature resistent zijn in de ruimte, zoals Deinococcus radioduran. Dit bracht hem tot de vraag hoe de resistente bacteriën van voetzweren zich in de ruimte gedragen. Gedijen ze daar beter of juist niet? Kunnen ze worden gedood? Op deze vragen hoopt hij na zijn missie een antwoord te hebben.
Met behulp van Next-Generation Sequencing (NGS) zal het volledige DNA van de bacterie worden afgelezen. Dit zal uitwijzen of de bacterie al dan niet mutaties heeft opgelopen door de ruimtereis. Borg zegt dat, als zij belangrijke genen kunnen identificeren, deze wetenschappers in de richting kunnen wijzen van een therapeutische behandeling van de bacterie. Volgens Borg is dit experiment niet eerder uitgevoerd.
Waarom het experiment in de ruimte uitvoeren?
Het meeste celonderzoek op aarde gebeurt in petrischalen en in laboratoria. Dit resulteert in groei die tweedimensionaal is. In de ruimte is de groei meer driedimensionaal omdat de lagere zwaartekracht ertoe leidt dat cellen op een balachtige manier groeien. Volgens Borg bootst dit na wat er gebeurt in een driedimensionale micro-omgeving. Er worden, aldus de wetenschapper, in de ruimte tal van biomedische wetenschappelijke experimenten uitgevoerd.
“Er zijn oneindig veel mogelijkheden en het is interessant dat het onderzoek in de ruimte meestal sneller resultaat laat zien dan op aarde, vanwege de versnelde processen. Dat maakt de hogere kostprijs verantwoord,” zegt Borg.
Hoe komt het experiment in de ruimte?
Alle monsters en materialen komen in een speciaal ontworpen box van Space Applications Services, een Belgisch bedrijf. Er worden strenge toxicologische tests uitgevoerd om te garanderen dat de monsters niet giftig zijn en dat ze de astronauten in het ISS niet schaden. De kubus gaat ongeveer twee weken voor de lanceringsdag naar de VS om daar een plek te krijgen in de capsule die naar de ruimte zal worden gestuurd.
De Space X Falcon 9 raket lanceert straks een Dragon vrachtruimteschip, met aan boord tientallen onderzoeksobjecten waaronder die van Joseph Borg.
Het team krijgt op afstand toegang tot de box via een virtueel privé-netwerk. Zo kunnen ze het experiment volgen en hebben ze toegang tot de boordcamera’s om de weefselmonsters te inspecteren. Een LED-lamp die zij kunnen bedienen, zorgt voor de verlichting. De onderzoekers kunnen ook vanaf de aardede temperatuur en de vochtigheid regelen.
Wat gebeurt er daarna?
Borg legt uit dat de capsule na 45 dagen landt in de oceaan nabij de VS. De kubus wordt er dan uitgehaald en teruggestuurd naar zijn team. Vanaf dat moment gaat het onderzoek verder in een normaal laboratorium.
Naast de box die naar de ruimte wordt gestuurd, blijft een identieke box met een identiek experiment in een laboratorium in Malta, als referentiepunt. Het team kan dan het monster dat naar de ruimte is gegaan vergelijken met een monster dat niet is blootgesteld aan ruimtevluchten en de ruimte.
Borg en zijn team hebben al een succesvolle analoge studie uitgevoerd in een laboratorium onder normale aardse omstandigheden. Het team hoopt eind dit jaar zijn eerste artikel over het project gepubliceerd te hebben.
Project Maleth wordt gesteund door het Maltese ministerie van Buitenlandse en Europese Zaken, Evolve Ltd., en de Universiteit van Malta. Het team werkt ook samen met Dr. Afshin Beheshti (hoofdonderzoeker aan het NASA Ames Research Centre) en Dr. Christopher Mason (hoofdonderzoeker aan Weill Cornell Medicine, VS).
