Genezen wonden sneller dankzij een "hyperzwaartekrachtkuur" ondanks stress en gewichtloosheid?

In de ruimte worden astronauten blootgesteld aan extreme omstandigheden: kosmische straling, langdurige gewichtloosheid en sociaal isolement. Die factoren veroorzaken onder meer stress. 

"Als het lichaam stress ervaart, maakt het eerst adrenaline en vervolgens cortisol aan. Langdurige stress zorgt voor een chronische blootstelling aan het stresshormoon cortisol. Die chronische blootstelling onderdrukt het immuunsysteem, terwijl wondherstel net afhankelijk is van een goed functionerend immuunsysteem. Stress remt wondgenezing dus af. Wondgenezing komt nog trager op gang, wanneer er ook nog langdurige gewichtloosheid bij komt kijken", zei Eline Radstake, een doctoraatsstudente verbonden aan het nucleair onderzoekscentrum SCK CEN en de UGent. 

Radstake diende – samen met Silvana Ferreira da Silva Miranda, haar collega-doctoraatsstudente bij SCK CEN en UGent, en Cynthia Van Rompay, masterstudente bij UAntwerpen – een projectvoorstel in bij het opleidingsprogramma 'Spin Your Thesis!' van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Dat programma biedt universitaire studenten de mogelijkheid om een wetenschappelijk of technologisch onderzoek met hyperzwaartekracht (+1G) uit te voeren in een aantal onderzoeksdomeinen en haar project, dat FORTE heet, was een van de drie geselecteerden.

De onderzoekers willen weten of een ‘hyperzwaartekrachtkuur’ het tij kan keren en een vertraagde wondgenezing kan tegengaan.

Ze hopen een antwoord op die vraag te vinden in het European Space Research and Technology Centre (ESTEC) in Noordwijk in Nederland, het technische hart van de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA. Het onderzoekscentrum beschikt over de Large Diameter Centrifuge, een installatie met een diameter van acht meter, die tegen hoge snelheden om haar eigen as draait om hyperzwaartekrachten tot 20G te kunnen simuleren. Ter vergelijking: de gemiddelde zwaartekracht op aarde bedraagt 1G. 

In september van dit jaar zullen er ‘gestresseerde en gewonde huidcellen’ van het SCK CEN en de UGent in de installatie rondgeslingerd worden aan een kracht van 15 tot 20G. 

De cellen zijn ‘Normale Humane Dermale Fibroblasten’, cellen uit de lederhuid of dermis, de tweede grote huidlaag. "Al noem ik ze liever de constructie- en rekruteringswerkers van de huid", zei Radstake. "Zodra er een wond gevormd is, migreren de cellen naar de wond en beginnen ze het huidweefsel weer op te bouwen. Ze rekruteren daarbij immuuncellen om de ‘gapende wonde’ sneller te kunnen dichten."

Om dit experiment te doen slagen, moeten de onderzoekers verschillende stappen doorlopen. Allereerst maken ze in vitro-wonden en dienen ze die stresshormonen toe. Daarna worden de ‘gestresseerde en gewonde huidcellen’ twaalf uur lang in allerlei richtingen gewenteld op een random positioning machine. Het doel daarvan is om het effect van de zwaartekracht te elimineren en een vertraagde wondheling te simuleren.

"Pas daarna mogen ze in de centrifuge, en dat voor een zestal uur, waarna ze opnieuw op een random positioning machine geplaatst worden. Astronauten zouden tijdens een ruimtereis na een ‘hyperzwaartekrachtkuur’ ook weer in een gewichtloze omgeving terechtkomen. Diezelfde situatie willen we met het experiment nabootsen”, zo zei Eline Radstake.

Radstake kijkt reikhalzend uit naar het experiment en de resultaten die het zal opleveren. Mieke Verslegers, radiobiologe bij het SCK CEN en de mentor van de doctoraatsstudente, is alvast overtuigd dat het onderzoek – als de resultaten veelbelovend zijn – ook op aarde nuttig zal zijn. 

"We bestuderen niet enkel hoe snel cellen weer toegroeien, maar ook welke eiwitten in een efficiënt helingsproces een cruciale rol hebben gespeeld. Die inzichten kunnen op aarde van pas komen bij patiënten die een moeilijke wondgenezing ervaren", zo zei Verslegers.

Dit artikel is gebaseerd op een persmededeling van het SCK CEN.

Een video (in het Engels) waarin het team uitleg geeft over het experiment.