Protein TM4SF1 (zelen), ki ga v velikih količinah proizvajajo endotelne celice, ki linijo krvnih žil v telesu. Nov eksperiment s vesoljskimi postajami raziskuje rast endotelnih celic in njihovo reakcijo na protitumorsko zdravilo.
(Slika: © Angiex)
SpaceX cilja 29. junij kot datum predstavitve svoje naslednje misije za ponovno dostavo tovora na Mednarodno vesoljsko postajo. Pred 5:41 po EST (0941 GMT) se bo prej uporabljena tovorna ladja Dragon dvignila iz letalske postaje Cape Canaveral, nato pa bo v orbitalno postajo popeljala svežo serijo raziskovalnih poskusov in zalog.
Letošnje leto bo za SpaceX pomenilo že 12. izstrelitev in 15. njegovo skupno oskrbo s tovornimi vozili. Na medijski telekonferenci 11. junija je NASA zagotovila predogled raziskovalnih koristnih obremenitev, ki naj bi jih postavi postavili pozneje ta mesec.
"Raziskava, predstavljena danes, predstavlja le nekaj od stotine poskusov, ki jih bo podprla ta misija za ponovno dobavo tovora," je med telekonference dejal David Brady, asistent za program Mednarodne vesoljske postaje v Nasinovem vesoljskem centru Johnson. [Mednarodna vesoljska postaja: znotraj in zunaj (Infographic)]
Tu je nekaj čudnih znanosti na vesoljskem plovilu Dragon, ki vključuje novo zdravilo za boj proti raku, raziskavo o glodalcih in pogled na to, kako alge in bakterije reagirajo na vesoljsko okolje. (Poleg tega pošiljajo prijazno plavajočo kroglo droida.
Ciljanje tumorjev
Paul Jaminet, nekdanji harvardski astrofizik, je postal podjetnik in njegov glavni znanstvenik Shou-Ching Jaminet upata, da bosta preizkusila, kaj bi lahko pomenil pomemben preboj pri zdravljenju raka. Njihov poskus, ki so ga poimenovali Angiex, raziskuje, kako se endotelne celice - kar pomeni celice, ki linijo krvne žile v telesu - odzivajo ne samo na mikrogravitacijo, ampak tudi na novo zdravilo, usmerjeno na tumor.
Na terenu se je terapija izkazala za neverjetno učinkovito pri miših. Zdravilo cilja ne le na tumorje, temveč tudi na krvne žile, ki jih podpirajo. Tako kot zdrave celice v primeru srčnega infarkta ali kapi, ko krvne žile, povezane s tumorjem, umrejo, skupaj z njim tudi tumor umre.
Kljub dokazanemu uspehu je največja skrb pri drogi varnost. Ker cilja tako na tumorje kot na krvne žile, ki jih podpirajo, želijo raziskovalci zagotoviti, da v tem procesu ne poškodujejo zdravih krvnih žil. "Zelo si želimo zdraviti raka ljudi, vendar ne želimo, da bodo zaradi našega zdravila umrli za srčno-žilnimi boleznimi," je pojasnil Jaminet.
Eden od izzivov je, da ne obstaja dober model in vitro celične kulture krvnih žil. Če želite razumeti, kako delujejo krvne žile, morate narediti študije in vivo na živih živalih. "In znotraj celic ne vidiš zelo dobro," je dejal Jaminet. In tu se začne uporabljati vesoljska postaja - ko ta tip celic goji v mikrogravitaciji, deluje bolj kot tiste v pravih krvnih žilah na tleh, piše na strani Nasinega projekta.
Prejšnje delo je pokazalo, da endotelne celice ne rastejo zelo dobro v vesolju. Torej, ta poskus bo nadalje raziskal, kako rastejo endotelne celice v mikrogravitacijskem okolju, in meril, kako se te celice odzivajo na zdravljenje.
"Te celice bomo v vesolju zdravili z našim zdravilom. Lahko vidimo, ali je odziv na zdravilo v mikrogravitaciji drugačen, kot je na tleh," je med razpisom dejal Jaminet. "In če je, potem bi bila to res zanimiva biologija."
Prilagajanje vesoljskim poletom
V okviru misije CRS-15 bo posadka 20 pogumnih moustronavtov letela na vesoljsko postajo, da bi raziskovalcem pomagala bolje razumeti povezavo med možgani in črevesjem. Raziskovalci vedo, da populacija bakterij v vašem črevesju vpliva na vaše splošno zdravje. Ko se misije daljšajo in se človeštvo podaljša v vesolje, je nujno, da razumemo, kako vesoljski polet vpliva na človekov mikrobiom.
Fred Turek in Martha Vitaterna, raziskovalca z severozahodne univerze, sta glavna preiskovalca misije TheRodent Research-7, ki bosta preučila, kako vesoljsko okolje vpliva na skupnost mikroorganizmov - imenovane mikrobiote - v prebavilih miši.
"Težko si je predstavljati, kako se lahko navdušiš nad vzorci fekalija," se je med telekonference šalila Vitaterna. "Ampak verjemite mi, nad fekalnimi vzorci smo resnično navdušeni." Nadalje je pojasnila, da je pregled bakterij v fekalnih vzorcih dober način za preslikavo vrst bakterij, ki se nahajajo v samem črevesju.
To je najdaljši poskus vesoljskega letenja glodalcev do zdaj, ki raziskovalcem omogoča, da pogledajo, kakšne so dolgoročne spremembe kot odziv na vesoljske polete. Vendar ne gledajo samo na mikrobiom prebavil. Ogledali si bodo tudi številne druge fiziološke sisteme, za katere je znano, da se odzivajo na črevesni mikrobiom ali vplivajo nanje - kot na primer imunski sistem, metabolizem in cirkadiani ritem, pri čemer slednji poganja spanec.
Raziskovalci so povedali, da upajo, da bo ta študija zagotovila bolj celovito sliko o medsebojnem delovanju teh različnih sistemov in kako se odzivajo na vesoljsko okolje. [Zakaj pošiljamo živali v vesolje?]
Prihodnja vesoljska hrana
Ko se misije daljšajo in se odpravljamo dlje v vesolje, bodo posadke morale imeti možnost, da sami gojijo svojo hrano. S tem bi zmanjšali zaloge, ki bi jih morali prinesti, in ima to tudi koristi za zdravje. Z NASA so na vesoljski postaji dodali komore za rast rastlin Veggie in tako zagotovili, da imajo posadke dostop do sveže hrane, ki je bila do zdaj sestavljena predvsem iz solate.
A to se lahko kmalu spremeni, ko Mark Settles z univerze na Floridi pošlje pošiljko vesoljskih alg na orbito.
Zakaj alge? Poleg tega, da so alge koristne vire hrane, so uporabne tudi kot surovina na biološki osnovi (kar pomeni, da se rastlina lahko uporablja pri izdelavi materialov, kot sta plastika in papir), pravijo raziskovalci.
Alge so neverjetno učinkovite pri uporabi svetlobnih pogojev nizke intenzivnosti za fotosintezo - kot nalašč za gojenje v orbiti. Vendar obstaja ena največja skrb: Večina vrst alg najbolje raste v tekočini, tekočine pa se v vesolju ne obnašajo enako kot na Zemlji.
Settles je pojasnil, da bo posadka poskušala gojiti več sevov alg v dihalih, plastičnih vrečkah v rastlinskih komorah rastlin Veggie, ki so že na krovu vesoljske postaje. Vzorci živih alg se bodo na koncu misije vrnili na Zemljo, tako da lahko skupina preuči in ugotovi, kateri geni pomagajo algam, da najbolje rastejo v mikrogravitaciji. Z identifikacijo genov, povezanih s hitrejšo rastjo, upajo, da bodo alge na koncu oblikovale za množično proizvodnjo v vesolju. [Rastline v vesolju: fotografije Gardening Astronavtov]
Učinkovitejše ravnanje z odpadki
John Hogan in drugi znanstveniki v Nasinem raziskovalnem centru Ames v okviru eksperimenta Micro-12 pošiljajo serijo Shewanella bakterije v vesoljsko postajo. Vseprisotno po telesu, Shewanella bakterije astronavtom ne škodijo; pogosto jih najdemo na mestih, kot so prebavni trakt, pa tudi na površini zob.
Ti organizmi lahko rastejo na kovinskih elektrodah in pretvorijo organske odpadke (na primer urin) v električno energijo. Hogan je dejal, da raziskave na področju mikrobioloških gorivnih celic, vključno z delom v njegovem laboratoriju, razvijajo načine za čiščenje odpadne vode, hkrati pa proizvajajo elektriko za napajanje tega procesa.
Ta poskus ne bo samo raziskoval, kako Shewanella nastopa v mikrogravitaciji, vendar bo tudi analizirala, kako biofilmi - format v katerem Shewanella bo rasla - reagirala na vesoljsko okolje. Zahvaljujoč naboru posebnih kamer bodo raziskovalci imeli dostop do 3D pogleda biofilma in lahko spremljajo morebitne spremembe.
Zakaj NASA tako zanima te organizme? Mikrobne gorivne celice so odličen način za čiščenje odpadne vode. Potrebe po električni energiji lahko izravnajo s hkratno proizvodnjo električne energije med predelavo odpadkov. Ko se bodo ljudje lotili prihodnjih dolgotrajnih misij, bodo potrebovali višjo stopnjo samooskrbe. Mikrobialni procesi lahko pomagajo pri zagotavljanju tega, so povedali raziskovalci.
