Les modèles de maladies humaines sont bénéfiques pour la recherche médicale, mais ont des limites pour prédire la façon dont un médicament se comportera dans le corps humain en utilisant des données provenant de modèles non humains en raison des différences inhérentes entre les espèces. De nombreux médicaments produisent des résultats inattendus au stade des essais cliniques sur des sujets humains, malgré le succès des modèles animaux et même des modèles de culture cellulaire 2D utilisant des cellules humaines. L'approche "Organs-on-Chips" de la recherche en physiologie humaine à bord de la Station spatiale internationale peut conduire à des résultats plus fiables et prévisibles pour le développement de médicaments et réduire le besoin d'expérimentation animale.

Cinq projets de recherche récemment annoncés financés par le National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS), fait partie des National Institutes of Health (NIH), et parrainé par le Center for the Advancement of Science in Space (CASIS), apportera bientôt la recherche sur les « organes sur puce » au laboratoire en orbite.

La réalisation d'enquêtes biomédicales dans l'environnement de microgravité unique de la station spatiale permet aux chercheurs d'étudier les cellules à mesure qu'elles se développent en 3D, plutôt que dans l'environnement de laboratoire 2D sur Terre où la gravité force les cellules en culture à s'aplatir contre les parois en plastique. En plus des avantages de la croissance des cellules dans les tissus 3-D, les cultures cellulaires seront également observées pour les changements dans l'expression des gènes, communication cellulaire, et les schémas de différenciation qui peuvent entraîner des changements dans les organes et autres systèmes du corps.

Les projets de recherche comprennent :

• Défense de l'hôte pulmonaire en microgravité (George Worthen, Hôpital pour enfants de Philadelphie)
• Les organes sur puce comme plate-forme d'étude des effets de la microgravité sur la physiologie humaine :puce de barrière hémato-encéphalique dans la santé et la maladie (Christopher Hinojosa, Imiter, Inc.)
• Système microphysiologique cartilage-os-synovium :biologie des maladies musculo-squelettiques dans l'espace (Alan Grondzinsky, MIT)
• La microgravité comme modèle pour la sénescence immunologique et son impact sur les cellules souches tissulaires et la régénération (Sonja Schrepfer, UCSF)
• Effets de la microgravité sur la structure et la fonction du système microphysiologique des tubules proximaux et distaux (Jonathan Himmelfarb, Université de Washington)

Des partenariats comme celui entre CASIS et NCATS au NIH offrent aux scientifiques et aux ingénieurs l'occasion unique de faire voler leur science dans l'espace, poursuivre la recherche au sol et rapprocher l'espace de chez soi plus que jamais.

« La Station spatiale internationale est une plate-forme unique pour l'innovation de la recherche capable de profiter à la vie sur Terre, mais il a également la capacité de favoriser des partenariats précieux qui permettent l'expérimentation pour une variété de chercheurs, " a déclaré Patrick O'Neill, responsable marketing et communication chez CASIS.

"Ce partenariat avec le NCATS fait partie d'une collaboration pluriannuelle qui fournira aux chercheurs les ressources nécessaires pour améliorer cette nouvelle discipline de recherche en plein essor à quelque 250 milles au-dessus de la Terre."