Kræftceller på kinesisk rum-mission

Fjerner man tyngdekraften, ændrer celler adfærd. Derfor forandrer menneskekroppen sig i rummet. Men hvordan og hvorfor? For at finde svar sendte professor i rum-medicin Daniela Grimm 3 millioner kræftceller ombord på et kinesisk rumskib.

20.12.2011 | Gunver Lystbæk Vestergård

Fra venstre ph.d. Xiao Ma, adjunkt Nils E. Magnussen og professor Daniela Grimm. De udgør det danske forskerteam, der sammen med Daniela Grimms team ved universitetet i Magdeburg i Tyskland står bag forsøget med kræftceller i rummet. I baggrunden ses en vægtløshedssimulator kaldet ”Random Positioning Machine”, der bruges til celleforsøg på Jorden. Foto: Roar Lava Paaske

Den kinesiske rumraket Shenzhou-8 blev afsendt fra området Indre Mongoliet i Kina den 1. november 2011 (den 31. oktober dansk tid). Mens den var i kredsløb om Jorden i en højde af 350 kilometer, skulle den koble sig sammen med Kinas rumlaboratorium Tiangong-1, der om få år gerne skulle få besøg af kinesiske astronauter. Det var Kinas første sammenkobling af moduler i rummet – en såkaldt docking. Foto: Xiao Ma

”3, 2, 1 … lift off!” Klokken er 5.59 i det nordlige Kina tæt på grænsen til Mongoliet den 1. november 2011, og her midt i Gobi-ørkenen letter rumraketten Shenzhou-8. Ombord er 17 biologiske forsøg med fisk, planter, orme, bakterier og menneskeceller – et af dem er tre såkaldte biobokse med hver 1 million kræftceller udtaget fra en tysk patient med kræft i skjoldbruskkirtlen.
Den tyske professor Daniela Grimm fra Aarhus Universitet er leder af kræftforsøget. Siden år 2000 har hun specialiseret sig i rum-medicin.
Inden hendes prøver fik plads på det kinesiske rumfartøj, har hun sendt kræftceller af sted på såkaldte parabolflyvninger, hvor man skaber vægtløshed i cirka 1/2 minut ad gangen ved at flyve i en særlig kurve. Og hun har brugt specialbyggede maskiner som ”Random Positioning Machine” til at simulere vægtløshed på jorden ved at holde cellerne i et slags konstant frit fald flere dage ad gangen. Men det er første gang, hun og hendes team ser deres celler fordufte ud af Jordens atmosfære.
Heldigvis sørgede en faldskærm for, at raketten landede sikkert igen den 18. november, og nu venter mange timers undersøgelser af de berejste celler i laboratoriet.
– Terapiforløbet havde ikke virkning her på Jorden på den patient, vi udtog cellerne fra. Derfor er vi meget interesseret i at se, om vi kan finde nye veje at angribe kræftceller på ved at studere dem i rummet. Vores tidligere forsøg med simuleret vægtløshed på Jorden har for eksempel vist, at den programmerede celledød øges, fortæller Daniela Grimm.
Den programmerede celledød kaldes også for apoptose og er en form for selvmord i cellen, idet den spontant tilintetgør sig selv. Bestemte proteiner kan aktivere apoptose, og det forsøger man at udnytte i kræftforskningen. Tidligere har Daniela Grimm vist, at apoptose sker 30 procent hyppigere i vægtløshed end under normale tilstande. Kræftceller dør simpelthen nemmere uden tyngdekraftens påvirkning.

Kroppen i forfald i rummet

Rum-medicin som forskningsfelt opstod i USA i forbindelse med rumkapløbet efter krigen og havde til formål at forbedre astronauternes ve og vel. Menneskeceller trives nemlig dårligt i rummet, og det kan forårsage tab af knogle- og muskelmasse, rytmeforstyrrelser i hjertet, nedsat immunsystem og nyreproblemer.
Senere har man opdaget, at forskning i cellernes ændrede opførsel i rummet også kan føre til medicinske gennembrud for den jordbundne del af befolkningen. Men feltet er endnu kun i sin spæde vorden.
– Vi kan se, at celledøden øges, men vi ved endnu ikke, hvilke mekanismer der står bag. Vi ved heller ikke, hvordan generne i cellerne opfører sig, og hvordan cellens øvrige funktioner ændrer sig i rummet, fortæller Daniela Grimm, der allerede nu er i gang med at planlægge sit næste rumforsøg, der i 2014 eller 2015 skal ske på Den Internationale Rumstation (ISS).
Hendes store håb er dog en dag at få lov at udføre dyreforsøg i rummet. Hun indsendte en ansøgning til ESA (Den Europæiske Rumorganisation) i 2004, men har indtil videre fået afslag.
– Der er intet habitat for dyr på ISS. Mus og rotter lugter, og derfor vil astronauterne ikke have dem. Men vi håber i fremtiden at få lov at sende dyr af sted på ubemandede fartøjer som Shenzhou-8, siger Daniela Grimm.
I år 2000 var hun med til at grundlægge Center of Space Medicine Berlin, og hendes forskning er støttet af både ESA og det tyske videnskabsministerium.

Konstruktion af blodkar i vægtløshed

Ud over kræftforskning arbejder Daniela Grimm og hendes team også med ”tissue engineering” i rummet. Det vil sige, at de undersøger, hvordan man kan få celler til at samle sig i vævstrukturer i vægtløshed. Konkret arbejder det aarhusianske hold med det indre lag celler i blodårer, der i fagsprog hedder endotelceller. 
– Vi har vist, at efter 7 dage i simuleret vægtløshed har endotelcellerne samlet sig i 3D-strukturer, der ligner rør eller kar, siger Daniela Grimm. 
Den slags konstruktion af væv i 3D kan ikke lade sig gøre i et reagensglas under normal tyngdepåvirkning.
Det betyder, at man i vægtløshed kan danne små fine blodårer på blot få millimeter, som blandt andet kan bruges, når man skal forbinde afrevne lemmer til kroppen efter amputationer.

Big science

Det er disse blodkar-celler, Daniele Grimm vil sende op til ISS i 14 dage, men altså først om 3-4 år. Og rum-medicin er kun for forskere med god tålmodighed. Idéen om at sende kræftceller i rummet opstod for 10 år siden og blev først mulig, da Tyskland og Kina indgik i et storpolitisk samarbejde om et fælles rumprogram.
Derudover krævede projektet en koordineret indsats fra flere forskerhold i Europa og private firmaer. For eksempel skulle bioboksene specialfremstilles, så cellerne kunne holdes i live i rummet, gennem firmaet The European Aeronautic Defence and Space Company (EADS).     
Derfor var det en lettet Daniela Grimm, der kl. 22.59 dansk tid den 31. oktober 2011 via computerskærmen kunne se Shenzhou-8 spy ild til alle sider for derefter at slippe ørkensandet og drage mod himlen. Men nervøsiteten slap hun først helt 17 dage senere, da raketten igen ramte Jorden – uskadt.

Medarbejdere, UNIvers nr. 16 - 2011