Het project heet AstroCardia en verenigt de onderzoekers van Space Applications Services, SCK CEN, QBD Group, BIO INX en Antleron. Hart- en vaatziekten zijn een van de meest voorkomende doodsoorzaken ter wereld, zegt projectcoördinator Hilde Stenuit. “Ons hart verandert wanneer we ouder worden. Het wordt langzaam groter en stijver, de slagader verkalkt en de pompkracht gaat achteruit. In de ruimte zorgen factoren als stress, microzwaartekracht en straling ervoor dat die verouderingsprocessen twintig keer sneller optreden. Het platform dat wij zullen ontwerpen, laat onderzoek naar de mechanismen achter hartveroudering toe.”
Een kunstmatig bloedvatenstelsel
De onderzoekers zullen een miniatuurhart op een chip “bioprinten” en daarrond een kunstmatig bloedvatenstelsel bouwen. “Dat heet ‘heart-on-a-chip’, een chip van een paar vierkante millimeter waarop hartspiercellen zijn geprint. De ‘inkt’ bestaat uit biomaterialen en stamcellen die zich tot elke mogelijke cel in het lichaam kunnen ontwikkelen. De cellen beginnen zich te delen en zich te organiseren tot een menselijk hart in ontwikkeling, een zogenaamde hartorganoïde. Een kunstmatig bloedvatenstelsel voedt dat hart met prikkels, zuurstof en andere voedingsstoffen, totdat het volgroeid is en begint te kloppen. Daarop kunnen de wetenschappers testen uitvoeren.”
De grote test staat gepland voor 2025, wanneer het miniatuurhart voor vier tot zes weken naar het internationaal ruimtestation ISS gaat. Het consortium hoopt met het experiment het bewijs te leveren dat het ontwikkelde hart- en vatenstelsel in de ruimte als wetenschappelijk model voor hartveroudering werkt. “Het miniatuurhart dat amper een chiazaadje groot is, bootst zijn menselijke variant getrouw na. De vernieuwende techniek zou het mogelijk maken om hart- en vaatziekten beter te onderzoeken en eventuele geneesmiddelen uit te testen. Het grootste voordeel is dat we ze kunnen personaliseren door stamcellen van de patiënt zelf te gebruiken. We kunnen op die manier een miniatuurversie van het hart van de patiënt kweken. Dat zou een grote sprong voorwaarts in gepersonaliseerde geneeskunde betekenen”, stelt Kevin Tabury, expert radiobiologie van het nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN.
Levende stamcellen
De start-up BIO INX in Zwijnaarde zorgt voor een 3D-bioprint met levende stamcellen. “Vergelijk het met een muur metselen. De stamcellen zijn de bakstenen, de bio-inkt de mortel. Bio-inkt is een soort gel, waardoor cellen printbaar worden en waarin ze tijdens en na het printen kunnen overleven”, zegt Jasper Van Hoorick, CEO van BIO INX. Het kunstmatige bloedvatenstelsel wordt ontwikkeld met het R&D-bedrijf Antleron. “Dit project levert waardevolle inzichten in de fysiologie van hartorganoïden. Het is dan ook van groot belang dat de chip waarop we dat miniatuurhart zullen printen, de extreme omstandigheden in de ruimte aankan”, zegt Jan Schrooten, CEO van Antleron.
De resultaten van het onderzoek zullen tijdens het verblijf in de ruimte in realtime opgevolgd worden en terug op aarde zullen de partners ze in detail analyseren. “Met dit project kijken we voorbij de horizon. Een gezond hart is niet enkel van belang voor wie nu een cardiovasculaire ziekte lijdt, maar ook voor gezonde astronauten die de ruimte verkennen”, zegt Martijn Reniers van de Belgische QBD Group.
