Miniatur-Schlauchpumpe für Bioreaktor zur Expansion von hämatopoetischen Stammzellen in der Schwerelosigkeit
BioServe Space Technologies (im Folgenden als BioServe bezeichnet) ist ein Zentrum innerhalb des Department of Aerospace Engineering Sciences an der University of Colorado in Boulder, USA.
Bioserve entwickelt und baut Hardware für biowissenschaftliche Experimente in der Schwerelosigkeit auf mittlerweile über 90 Weltraummissionen.
BioServe entwickelt derzeit die BioServe In-Space Cell Expansion Platform (BICEP), ein System, das die Expansion von hämatopoetischen Stammzellen unter Schwerelosigkeit unterstützt.
Hämatopoetische Stammzellen sind die Zellen, aus denen rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen, Blutplättchen usw. hervorgehen.
Bei der Stammzelltransplantation, einer Behandlung von Leukämie und Krebs, werden hämatopoetische Stammzellen eines gesunden Spenders in einen Patienten injiziert, die dann das Knochenmark des Patienten besiedeln, um das Blutsystem zu regenerieren.
Der Mechanismus der hämatopoetischen Stammzellproliferation im Knochenmark ist noch nicht vollständig verstanden.
Darüber hinaus nimmt der Anteil und die Robustheit von Stammzellen bei der Vermehrung auf der Erde ab, wenn sie kultiviert werden.
Das Wachstum unter Mikrogravitationsbedingungen kann die natürliche Umgebung von hämatopoetischen Stammzellen im Knochenmark besser nachahmen und eine Expansion mit verbesserter Qualität des zellulären Transplantatprodukts ermöglichen.
Herausforderung und Lösung
Für das BICEP-Design war BioServe auf der Suche nach einer kleinen, zuverlässigen Schlauchpumpe, die Medien innerhalb des Systems mit etwa 2 mL/min perfundieren kann.
BioServe evaluierte daraufhin die RP-Q-Pumpe und wählte diese anschließend aus, da sie über die erforderlichen Eigenschaften verfügte und bereits im Weltraum eingesetzt wurde.
Entscheidend für Bioserve war auch, dass unser Partner Takasago die Schläuche der Pumpe an ihre Anwendung anpassen konnte.
Bei Bodentests werden die Pumpen stabil angetrieben.
Am 3. August 2024 wurde die Fracht dann von Florida, USA, mit dem Versorgungsschiff Cygnus gestartet und erreichte am 6. August 2024 sicher die ISS Raumstation.
Es wird erwartet, dass das Proliferationssystem einschließlich der RP-Q Pumpe zu Experimenten der hämatopoetischen Stammzellproliferation in der Schwerelosigkeit beitragen wird.