Białko TM4SF1 (zielone) wytwarzane w dużych ilościach przez komórki śródbłonka, które wyściełają naczynia krwionośne organizmu. Nowy eksperyment stacji kosmicznej bada wzrost komórek śródbłonka i ich reakcję na lek przeciwnowotworowy.
(Zdjęcie: © Angiex)
SpaceX planuje 29 czerwca jako datę rozpoczęcia kolejnej misji zaopatrzenia ładunków na Międzynarodową Stację Kosmiczną. O godz. 5:41 EST (0941 GMT) poprzednio używany statek towarowy Dragon odleci ze stacji lotniczej Cape Canaveral, przewożąc świeżą partię eksperymentów badawczych i zapasów do placówki orbitalnej.
Ten lot będzie oznaczał 12. start w tym roku dla SpaceX i jego 15. ogólną misję uzupełniania ładunków. Podczas telekonferencji medialnej 11 czerwca NASA przedstawiła podgląd ładunków badawczych, które mają zostać dostarczone na stację jeszcze w tym miesiącu.
„Prezentowane dziś badania stanowią zaledwie kilka z setek eksperymentów, które będą wspierane przez tę misję zaopatrzenia ładunków” - powiedział podczas telekonferencji David Brady, asystent naukowy programu International Space Station Program w NASA Johnson Space Center. [Międzynarodowa Stacja Kosmiczna: wewnątrz i na zewnątrz (plansza)]
Oto niektóre z dziwnych nauk na pokładzie statku kosmicznego Dragon, które obejmują nowy lek przeciwnowotworowy, badania nad gryzoniami oraz reakcje glonów i bakterii na środowisko kosmiczne. (Plus wysyłają przyjazną pływającą piłkę droida.
Celowanie w nowotwory
Paul Jaminet, były astrofizyk z Harvardu został przedsiębiorcą, a jego główny naukowiec, Shou-Ching Jaminet, mają nadzieję przetestować, co może być znaczącym przełomem w leczeniu raka. Ich eksperyment, nazwany Angiex, bada, w jaki sposób komórki śródbłonka - czyli komórki wyściełające naczynia krwionośne w ciele - reagują nie tylko na mikrograwitację, ale także na nowy lek przeciwnowotworowy.
Na ziemi terapia okazała się niezwykle skuteczna u myszy. Lek ten atakuje nie tylko guzy, ale także naczynia krwionośne, które je podtrzymują. Podobnie jak zdrowe komórki w przypadku zawału serca lub udaru, kiedy naczynia krwionośne połączone z guzem umierają, guz umiera wraz z nim.
Pomimo udowodnionego sukcesu, jednym z największych problemów związanych z tym lekiem jest bezpieczeństwo. Ponieważ atakuje zarówno guzy, jak i wspierające je naczynia krwionośne, naukowcy chcą mieć pewność, że nie uszkodzą w ten sposób zdrowych naczyń krwionośnych. „Bardzo chcemy leczyć raka ludzi, ale nie chcemy, aby umierali z powodu chorób sercowo-naczyniowych z powodu naszego leku” - wyjaśnił Jaminet.
Jednym z wyzwań jest brak dobrego modelu hodowli komórkowej naczyń krwionośnych in vitro. Aby zrozumieć funkcjonowanie naczyń krwionośnych, musisz przeprowadzić badania in vivo na żywych zwierzętach. „I nie widzisz zbyt dobrze wnętrza komórek” - powiedział Jaminet. I tu właśnie wchodzi w grę stacja kosmiczna - kiedy ten rodzaj komórki rośnie w mikrograwitacji, działa ona bardziej jak te w prawdziwych naczyniach krwionośnych na ziemi, zgodnie ze stroną projektu NASA.
Poprzednie prace wykazały, że komórki śródbłonka nie rosną zbyt dobrze w kosmosie. Zatem w tym eksperymencie zbadane zostanie, w jaki sposób komórki śródbłonka rosną w środowisku mikrograwitacji, i zmierzą reakcję tych komórek na leczenie.
„Będziemy leczyć te komórki w przestrzeni za pomocą naszego leku. Możemy zobaczyć, czy reakcja na lek różni się mikrograwitacją niż na ziemi” - powiedział Jaminet podczas rozmowy. „A jeśli tak, to byłaby to naprawdę interesująca biologia”.
Dostosowanie do lotu kosmicznego
W ramach misji CRS-15 załoga 20 odważnych moustronautów poleci na stację kosmiczną, aby pomóc badaczom lepiej zrozumieć połączenie mózg-jelit. Naukowcy wiedzą, że populacja bakterii w jelitach ma wpływ na ogólny stan zdrowia. Gdy misje stają się dłuższe, a ludzkość zapuszcza się w kosmos, ważne jest, abyśmy rozumieli, w jaki sposób lot kosmiczny wpływa na mikrobiom człowieka.
Fred Turek i Martha Vitaterna, badacze z Northwestern University, są głównymi badaczami misji RODENT Research-7, która zbada, w jaki sposób środowisko kosmiczne wpływa na społeczność mikroorganizmów - nazwaną mikroflorą - w przewodzie pokarmowym myszy.
„Trudno sobie wyobrazić, jak można się ekscytować próbkami kału” - żartowała Vitaterna podczas telekonferencji. „Ale wierz mi, jesteśmy bardzo podekscytowani próbkami kału”. Wyjaśniła, że badanie bakterii w próbkach kału jest dobrym sposobem na mapowanie rodzajów bakterii znajdujących się w jelitach.
To jak dotąd najdłuższy eksperyment lotów kosmicznych dla gryzoni, pozwalający badaczom przyjrzeć się, jakie zmiany długoterminowe wynikają z lotów kosmicznych. Ale nie tylko patrzą na mikrobiom przewodu żołądkowo-jelitowego. Będą również przyglądać się różnym innym układom fizjologicznym, o których wiadomo, że reagują na mikrobiom jelitowy lub na które wpływają - na przykład układ odpornościowy, metabolizm i rytm dobowy, z których ten ostatni napędza sen.
Naukowcy powiedzieli, że mają nadzieję, że to badanie zapewni bardziej kompleksowy obraz interakcji między tymi różnymi systemami i ich reakcji na środowisko kosmiczne. [Dlaczego wysyłamy zwierzęta w kosmos?]
Przyszłe kosmiczne jedzenie
Gdy misje stają się dłuższe, a my wyruszamy w kosmos, załogi będą musiały mieć możliwość uprawy własnego jedzenia. W ten sposób zmniejszyłyby się zapasy, które musieliby przynieść, a także przyniosłyby korzyści zdrowotne. Dzięki dodaniu komór wzrostu roślin Veggie na stacji kosmicznej NASA ma sposób zapewnić załogom dostęp do świeżej żywności, która dotychczas składała się głównie z sałaty.
Ale to może się wkrótce zmienić po tym, jak Mark Settles z University of Florida wyśle ładunek alg kosmicznych na orbitującą placówkę.
Dlaczego glony Naukowcy stwierdzili, że oprócz tego, że są potencjalnym źródłem pożywienia, algi są również przydatne jako surowiec pochodzenia biologicznego (co oznacza, że roślinę można wykorzystać do produkcji materiałów takich jak plastik i papier).
Glony są niezwykle wydajne w wykorzystywaniu warunków świetlnych o niskiej intensywności do fotosyntezy - idealne do uprawy na orbicie. Istnieje jednak jeden poważny problem: większość gatunków glonów rośnie najlepiej w płynie, ale płyny nie zachowują się tak samo w kosmosie, jak na Ziemi.
Settles wyjaśnił, że załoga będzie próbowała hodować kilka szczepów glonów w oddychających plastikowych workach w komorach wzrostu roślin Veggie już na pokładzie stacji kosmicznej. Próbki żywych glonów zostaną zwrócone na Ziemię pod koniec misji, aby zespół mógł przestudiować i zidentyfikować, które geny pomagają algom rosnąć najlepiej w mikrograwitacji. Identyfikując geny związane z szybszym wzrostem, mają nadzieję na opracowanie glonów do masowej produkcji w kosmosie. [Rośliny w kosmosie: zdjęcia ogrodników Astronautów]
Bardziej efektywne przetwarzanie odpadów
W ramach eksperymentu Microsoft-12 John Hogan i inni naukowcy z Ames Research Center NASA wysyłają partię Shewanella bakterie do stacji kosmicznej. Wszechobecny w całym ciele, Shewanella bakterie nie wyrządzają żadnej szkody astronautom; powszechnie występują w miejscach takich jak przewód pokarmowy, a także na powierzchni zębów.
Organizmy te mogą rosnąć na metalowych elektrodach i przekształcać odpady organiczne (takie jak mocz) w energię elektryczną. Hogan powiedział, że badania nad mikrobiologicznymi technologiami ogniw paliwowych, w tym praca w jego laboratorium, opracowują sposoby oczyszczania ścieków przy jednoczesnym wytwarzaniu energii elektrycznej do zasilania tego procesu.
W tym eksperymencie nie tylko dowiesz się, jak to zrobić Shewanella wykonuje się w mikrograwitacji, ale również przeanalizuje, w jaki sposób biofilmy - format, w którym Shewanella będzie rosnąć - reagować na środowisko kosmiczne. Dzięki zestawowi specjalnych kamer naukowcy będą mieli dostęp do widoku 3D biofilmu i będą mogli monitorować wszelkie zmiany.
Dlaczego NASA jest tak zainteresowana tymi organizmami? Mikrobiologiczne ogniwa paliwowe to doskonały sposób na oczyszczanie ścieków. Mogą zrównoważyć zapotrzebowanie na energię, wytwarzając jednocześnie energię elektryczną podczas przetwarzania odpadów. Gdy ludzie wyruszą w przyszłe długotrwałe misje, będą potrzebować wyższego stopnia samowystarczalności. Naukowcy twierdzą, że procesy wspomagane mikrobiologicznie mogą to zapewnić.
