Un nuevo experimento destinado a estudiar la mecánica de las fibrillas amiloides, un tipo de agregación de proteínas asociada con enfermedades como la diabetes, Alzheimer y el Parkinson:comenzaron hoy a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), dirigido por un equipo del Instituto Politécnico Rensselaer.

El proyecto fue diseñado por Amir Hirsa, un profesor de mecánica, aeroespacial, e ingeniería nuclear en Rensselaer y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios (CBIS). Estaba buscando una forma de estudiar la dinámica de fluidos sin la interferencia de las paredes sólidas de un contenedor, que normalmente sería necesario para contener un fluido que se está estudiando en la Tierra.

El concepto, que Hirsa llama una gota cortada en anillo, requiere un entorno de microgravedad, como el que se encuentra en órbita, donde la tensión superficial por sí sola puede mantener unida una gota de líquido. Esto permitirá a los investigadores observar los efectos del estrés en las proteínas, en este caso, la insulina.

"Estamos tratando de comprender esta forma particular de agregación de proteínas, ", Dijo Hirsa." Y estamos tratando de eliminar la complicación de la nucleación de la pared ".

El hardware de caída de anillo cizallado, construido por la NASA y sus contratistas, e inspirado en el concepto de Hirsa, incluye una jeringa que dispensa una gran gota de líquido compuesto de agua e insulina disuelta. Una vez dispensado, la gota se adhiere a un anillo fijo delgado en un lado del hardware, y otro anillo delgado en el otro lado que puede girar. El anillo giratorio se puede girar para cortar la proteína, acelerando significativamente la formación de fibrillas amiloides. Este enfoque, los investigadores dijeron, permite modelar los procesos que ocurren dentro del cuerpo.

"Una de las principales razones por las que desea entrar en microgravedad es porque, que no sean huesos, no hay interfaces verdaderamente sólidas en el cuerpo humano, "dijo Joe Adam, investigador postdoctoral en el laboratorio de Hirsa. "Las superficies de tus células, tus neuronas, y tu cerebro, son interfaces fluidas. Entonces, si podemos obtener un sistema que tenga más de esas interfaces fluidas, nos ayudará a comprender la ciencia detrás de estos procesos de fibrilización ".

Los investigadores probaron por primera vez este concepto a bordo de la ISS en el verano de 2019, y desde entonces han realizado más experimentos en tierra y en vuelos parabólicos para ayudar a los ingenieros de la NASA a realizar mejoras significativas en el hardware.

"Comencé algunos diseños iniciales, cambiar la geometría de partes del hardware físico, "dijo Patrick McMackin, un candidato a doctorado en el laboratorio de Hirsa. "De mi trabajo, NASA Marshall terminó creando algunas soluciones potenciales diferentes para el hardware, y eso es lo que probaron en sus propios vuelos parabólicos ".

Además de las mejoras de hardware, el equipo también revisó la formulación de muestra de la proteína de insulina que se probará a bordo de la ISS. Esta investigación continúa realizándose en asociación con, y con el apoyo de subvenciones de, Centro de vuelos espaciales George C. Marshall de la NASA.