Proteín TM4SF1 (zelený) produkovaný vo veľkých množstvách endotelovými bunkami, ktoré lemujú krvné cievy tela. Nový experiment s vesmírnou stanicou skúma rast endotelových buniek a ich reakciu na protinádorové liečivo.
(Obrázok: © Angiex)
SpaceX sa zameriava na 29. jún ako dátum začatia svojej ďalšej misie na zásobovanie nákladom na Medzinárodnej vesmírnej stanici. O 5:41 hod. EST (0941 GMT) sa predtým používaná nákladná loď Dragon zdvihne z stanice letectva Cape Canaveral a prevezie čerstvú dávku výskumných experimentov a zásoby na orbitálnu základňu.
Tento let bude znamenať 12. štart v tomto roku pre SpaceX a jeho 15. celkovú misiu na doplnenie nákladu. V mediálnej telekonferencii 11. júna NASA poskytla ukážku výskumného obsahu, ktorý sa má dodať stanici koncom tohto mesiaca.
„Výskum, ktorý tu dnes predstavujeme, predstavuje iba niekoľko zo stoviek experimentov, ktoré budú podporované touto misiou zameranou na zásobovanie nákladom,“ uviedol počas telekonferencie David Brady, pomocný vedecký pracovník programu pre medzinárodný vesmírny program v Johnson Space Center NASA. [Medzinárodná vesmírna stanica: Inside and Out (Infographic)]
Tu je pohľad na niektoré divné vedy na palube kozmickej lode Dragon, ktoré zahŕňajú nový liek na boj proti rakovine, výskum hlodavcov a výskum, ako riasy a baktérie reagujú na vesmírne prostredie. (Navyše posielajú priateľskú plávajúcu guľu droidov.
Zacielenie na nádory
Paul Jaminet, bývalý Harvardský astrofyzik, zmenil podnikateľa a jeho hlavný vedec Shou-Ching Jaminet dúfa, že otestuje, čo by mohlo byť výrazným prielomom v liečbe rakoviny. Ich experiment, nazývaný Angiex, skúma, ako endotelové bunky - to znamená bunky, ktoré líšia krvné cievy v tele - reagujú nielen na mikrogravitáciu, ale aj na nové liečivo zamerané na nádor.
Terénna terapia sa v praxi ukázala u myší neuveriteľne účinná. Droga sa zameriava nielen na nádory, ale aj na cievy, ktoré ich podporujú. Podobne ako zdravé bunky v prípade srdcového infarktu alebo mozgovej príhody, keď krvné cievy spojené s nádorom odumrú, nádor spolu s ním zomrie.
Napriek osvedčenému úspechu je jednou z najväčších obáv týkajúcich sa tejto drogy bezpečnosť. Pretože sa zameriava na nádory a krvné cievy, ktoré ich podporujú, vedci sa chcú ubezpečiť, že v tomto procese nepoškodia zdravé krvné cievy. „Veľmi chceme vyliečiť rakovinu ľudí, ale nechceme, aby zomierali na kardiovaskulárne choroby z našej drogy,“ vysvetlil Jaminet.
Jednou z výziev je, že neexistuje dobrý in vitro model bunkovej kultúry pre krvné cievy. Aby ste pochopili, ako krvné cievy fungujú, musíte urobiť štúdie in vivo na živých zvieratách. „A v bunkách nevidíš veľmi dobre,“ povedal Jaminet. A práve tu vstupuje do hry vesmírna stanica - keď sa tento typ bunky pestuje v mikrogravitácii, podľa stránky projektu NASA sa správa skôr ako bunky v skutočných krvných cievach na zemi.
Predchádzajúca práca ukázala, že endotelové bunky nerastú veľmi dobre vo vesmíre. Tento experiment teda bude ďalej skúmať, ako endotelové bunky rastú v prostredí mikrogravitácie a zmeria, ako tieto bunky reagujú na liečbu.
"Budeme liečiť tieto bunky vo vesmíre s naším liekom. Uvidíme, či je odpoveď na liečivo v mikrogravitácii odlišná ako na zemi," uviedol počas hovoru Jaminet. "A ak je, potom by to bola skutočne zaujímavá biológia."
Prispôsobenie sa vesmírnemu letu
V rámci misie CRS-15 bude do kozmickej stanice lietať posádka 20 statočných moustronautov, aby pomohla vedcom lepšie pochopiť spojenie mozgu a vnútorností. Vedci vedia, že populácia baktérií vo vašom čreve má vplyv na vaše celkové zdravie. Keď sa misie predlžujú a ľudstvo sa púšťa ďalej do vesmíru, je dôležité, aby sme pochopili, ako vesmírny let ovplyvňuje mikrobióm človeka.
Fred Turek a Martha Vitaterna, vedci zo Severozápadnej univerzity, sú hlavnými vyšetrovateľmi misie Rentent Research-7, ktorá bude skúmať, ako vesmírne prostredie ovplyvňuje spoločenstvo mikroorganizmov - dabovanú mikrobiotu - v gastrointestinálnom trakte myší.
„Je ťažké si predstaviť, ako môžete byť nadšení fekálnymi vzorkami,“ žartovala Vitaterna počas telekonferencie. "Ale ver mi, sme skutočne nadšení fekálnymi vzorkami." Ďalej vysvetlila, že skúmanie baktérií vo vzorkách stolice je dobrý spôsob, ako zmapovať typy baktérií, ktoré sú v samotnom čreve.
Toto je doteraz najdlhší experiment s kozmickými letmi pre hlodavce, ktorý umožňuje vedcom skúmať, aké sú dlhodobé zmeny v reakcii na vesmírny let. Nepozerajú sa však iba na mikrobiómy gastrointestinálneho traktu. Budú sa tiež zaoberať celým radom ďalších fyziologických systémov, o ktorých je známe, že reagujú na črevný mikrobiom alebo ovplyvňujú jeho reakciu - napríklad imunitný systém, metabolizmus a cirkadiánny rytmus, z ktorých druhý vedie spánok.
Vedci tvrdia, že dúfajú, že táto štúdia poskytne komplexnejší obraz o tom, ako tieto rôzne systémy interagujú a ako reagujú na vesmírne prostredie. [Prečo posielame zvieratá do vesmíru?]
Budúce vesmírne jedlo
Keď sa misie predlžujú a my sa púšťame ďalej do vesmíru, posádky budú musieť pestovať vlastné jedlo. Ak by ste tak urobili, znížili by sa zásoby, ktoré by museli priniesť, a má to aj zdravotný prínos. Pridaním komôr pre rast rastlín Veggie do vesmírnej stanice má NASA spôsob, ako zabezpečiť, aby posádky mali prístup k čerstvým potravinám, ktoré doteraz pozostávali prevažne zo šalátu.
To sa však môže čoskoro zmeniť, keď Mark Settles z Floridskej univerzity pošle zásielku kozmických rias na obežnú základňu.
Prečo riasy? Vedci tvrdia, že riasy sú potenciálnym zdrojom potravy a sú tiež užitočné ako biologická surovina (to znamená, že rastlina sa môže použiť na výrobu materiálov, ako sú plasty a papier).
Riasy sú neuveriteľne efektívne pri použití svetelných podmienok s nízkou intenzitou pre fotosyntézu - ideálne pre rast na obežnej dráhe. Existuje však jedna veľká obava: Väčšina druhov rias rastie najlepšie v tekutinách, ale kvapaliny sa v priestore správajú rovnako ako na Zemi.
Osadníci vysvetlili, že posádka sa pokúsi pestovať niekoľko kmeňov rias v priedušných plastových vreckách v komorách na pestovanie rastlín Veggie, ktoré už sú na palube vesmírnej stanice. Vzorky živých rias sa na konci misie vrátia na Zem, aby tím mohol študovať a identifikovať, ktoré gény pomáhajú riasam rásť najlepšie v mikrogravitácii. Dúfajú, že identifikáciou génov asociovaných s rýchlejším rastom nakoniec riasy navrhnú na hromadnú výrobu vo vesmíre. [Rastliny vo vesmíre: Fotografie od záhradkárskych astronautov]
Účinnejšie spracovanie odpadu
V rámci experimentu Micro-12 posiela John Hogan a ďalší vedci z Ames Research Center NASA dávku Shewanella baktérie do vesmírnej stanice. Všadeprítomné v celom tele, Shewanella baktérie nepoškodzujú astronautov; bežne sa vyskytujú na miestach, ako je zažívací trakt, ako aj na povrchu zubov.
Tieto organizmy môžu rásť na kovových elektródach a prevádzať organický odpad (napríklad moč) na elektrickú energiu. Hogan povedal, že výskum v oblasti mikrobiálnych technológií palivových buniek, vrátane práce v jeho laboratóriu, vyvíja spôsoby, ako čistiť odpadové vody a zároveň vyrábať elektrinu na podporu tohto procesu.
Tento experiment nielen preskúma, ako Shewanella účinkuje v mikrogravitácii, ale tiež bude analyzovať, ako biofilmy - formát, v ktorom Shewanella bude rásť - reagovať na vesmírne prostredie. Vďaka množine špeciálnych kamier budú mať vedci prístup k 3D zobrazeniu biofilmu a môžu sledovať akékoľvek zmeny.
Prečo sa NASA tak zaujíma o tieto organizmy? Mikrobiálne palivové články sú vynikajúcim spôsobom čistenia odpadových vôd. Môžu kompenzovať energetické potreby súčasným vyrábaním elektriny pri spracovaní odpadu. Keď sa ľudia púšťajú do budúcich dlhodobých misií, budú potrebovať vyššiu mieru sebestačnosti. Vedci tvrdia, že procesy, ktoré sú podporované mikróbmi, môžu pomôcť.
