Een onbemande raket brengt op Koninginnedag twee Nederlandse experimenten met biologisch celmateriaal enkele minuten in gewichtloosheid. Biologen van de Universiteiten van Utrecht en Groningen willen hiermee onderzoeken wat de invloed is van gewichtloosheid op bepaalde processen in de cel.

“Ons experiment kan leiden tot een veel betere behandeling van ziekten als astma en reuma”, aldus de Groningse celbioloog Maikel Peppelenbosch. Het programmabureau van het SRON Nationaal Instituut voor Ruimteonderzoek is medefinancier van het onderzoek.

De Maser 10-raket, die op dit moment de laatste tests voor de lancering ondergaat, is een tweetraps sondeerraket. Na de lancering vanuit de basis bij het Noord-Zweedse Kiruna vliegt de raket recht omhoog tot een hoogte van ongeveer 50 kilometer boven het aardoppervlak. Daar worden de motoren uitgeschakeld, waarna de wetenschappelijke lading een vrije vlucht tot 250 kilometer hoogte en weer terug maakt. Dit levert een periode van ongeveer zes minuten gewichtloosheid op, waarin zich in totaal vijf experimenten uit Nederland, België en Duitsland voltrekken. Aan een parachute legt de lading de laatste kilometers tot het aardoppervlak af. Een helikopter pikt de lading op voor verdere analyse door de onderzoekers. De Europese ruimtevaartorganisatie ESA organiseert de raketvlucht.

Een van de experimenten heeft te maken met auto-immuunziekten als astma, reuma en allergieën. Het afweersysteem van de patiënt, dat bedoeld is om vijandige indringers als virussen en bacteriën aan te pakken, richt bij zich dit soort aandoeningen tegen de eigen lichaamscellen. “Van astronauten weten we dat hun afweersysteem in gewichtloosheid veel minder goed werkt dan op aarde”, vertelt Maikel Peppelenbosch. “De bloedcellen die wij in de raket meesturen krijgen, als ze in gewichtloosheid zijn, een akelige stof toegediend waar ze op aarde een afweerreactie op geven.” De bioloog verwacht dat de cellen in gewichtloosheid minder heftig reageren. “We denken dat we een verschil zullen zien in de activiteit van een voor de afweerreactie cruciaal eiwit, genaamd NF-kappa-B. Als die activiteit door gewichtloosheid inderdaad vermindert, biedt dat aanknopingspunten om met medicijnen de afweerreacties bij bijvoorbeeld auto-immuunziekten te controleren.” Peppelenbosch heeft wel vers bloed nodig voor zijn experiment. “Ik moet de bloeddonoren dus meenemen naar de lanceerbasis.”

Celvorm

Promovendus Maarten Moes van de Universiteit Utrecht is geïnteresseerd in de manier waarop cellen van mensen en dieren groeien en ontwikkelen. Dat gewichtloosheid daarop van invloed is hebben eerdere raketexperimenten uitgewezen. Moes en zijn begeleider Johannes Boonstra vermoeden dat het eiwit actine hierin een cruciale rol speelt. “Actine rijgt zich in cellen aaneen tot een netwerk dat in belangrijke mate de celvorm bepaalt”, legt Moes uit, “Proeven in ons eigen laboratorium doen lijken erop te wijzen dat gewichtloosheid dat proces verstoort. Deze raketproef moet dat bevestigen.”

De Utrechtse biologen hebben de beschikking over moderne microscopen waarmee zij zowel de binnenkant als de vorm van een cel kunnen bekijken. Hiermee kan het gedrag van actine zichtbaar gemaakt worden. “De raketproef en analyse met de microscoop vormen een goede combinatie die ons onderzoek een flinke stap verder kan brengen”, vult Boonstra aan.

Zowel de Utrechtse als de Groningse biologen hadden ook al een experiment op de missie DELTA van André Kuipers.

Hoogstandje

Behalve experimenten bevat de Maser 10 ook technologie van Nederlandse bodem. De bedrijven Dutch Space en CCM ontwikkelden de module waarin de twee experimenten uitgevoerd worden. Een mechanisch hoogstandje: een deel van de module bestaat uit een centrifuge die gaat draaien exact op het moment dat de raket in gewichtloosheid raakt. Zo wordt in de raket weer aardse zwaartekracht gesimuleerd voor een betrouwbaar controle-experiment. Het Nederlands Instituut voor Vliegtuigontwikkeling en Ruimtevaart (NIVR) coördineerde de industriële bijdrage.