Une nouvelle expérience visant à étudier la mécanique des fibrilles amyloïdes, un type d'agrégation de protéines associé à des maladies comme le diabète, Alzheimer, et la maladie de Parkinson — a commencé aujourd'hui à bord de la Station spatiale internationale (ISS), dirigé par une équipe du Rensselaer Polytechnic Institute.

Le projet a été conçu par Amir Hirsa, professeur de mécanique, aérospatial, et ingénierie nucléaire à Rensselaer et membre du Centre de biotechnologie et d'études interdisciplinaires (CBIS). Il cherchait un moyen d'étudier la dynamique des fluides sans interférence des parois solides d'un conteneur, qui serait généralement nécessaire pour contenir un fluide étudié sur Terre.

Le concept, que Hirsa appelle une goutte cisaillée, nécessite un environnement en microgravité, comme celui trouvé en orbite, où la tension superficielle seule peut maintenir une goutte de liquide ensemble. Cela permettra aux chercheurs d'observer les effets du stress sur les protéines, en l'occurrence l'insuline.

"Nous essayons de comprendre cette forme particulière d'agrégation de protéines, " dit Hirsa. " Et nous essayons d'éliminer la complication de la nucléation de la paroi. "

Le matériel de chute à cisaillement annulaire - construit par la NASA et ses sous-traitants, et inspiré par le concept d'Hirsa - comprend une seringue qui distribue une grosse goutte de liquide composé d'eau et d'insuline dissoute. Une fois distribué, la goutte s'attache à un mince anneau fixe sur un côté de la quincaillerie, et un autre anneau fin de l'autre côté qui peut tourner. L'anneau rotatif peut être tourné pour cisailler la protéine, accélérant significativement la formation de fibrilles amyloïdes. Cette approche, les chercheurs ont dit, permet de modéliser les processus qui se produisent dans le corps.

"L'une des principales raisons pour lesquelles vous voulez aller en microgravité est que, autres que les os, il n'y a pas d'interfaces vraiment solides dans le corps humain, " dit Joe Adam, chercheur postdoctoral dans le laboratoire d'Hirsa. "Les surfaces de vos cellules, tes neurones, et ton cerveau, sont des interfaces fluides. Donc, si nous pouvons obtenir un système qui a plus de ces interfaces fluides, cela nous aidera à comprendre la science derrière ces processus de fibrilisation."

Les chercheurs ont testé ce concept pour la première fois à bord de l'ISS à l'été 2019, et ont depuis effectué d'autres expériences au sol et dans des vols paraboliques afin d'aider les ingénieurs de la NASA à apporter des améliorations significatives au matériel.

"J'ai commencé quelques conceptions initiales, changer la géométrie des parties du matériel physique, " a déclaré Patrick McMackin, un doctorant dans le laboratoire d'Hirsa. « De mon travail, La NASA Marshall a fini par créer quelques solutions potentielles différentes pour le matériel, et c'est ce qu'ils ont testé sur leurs propres vols paraboliques."

En plus des améliorations matérielles, l'équipe a également révisé la formulation de l'échantillon de la protéine d'insuline qui sera testée à bord de l'ISS. Cette recherche continue d'être menée en partenariat avec, et avec le soutien financier de, Centre de vol spatial George C. Marshall de la NASA.