Istnieje wiele zagrożeń dla zdrowia związanych z podróżowaniem w kosmos. Oprócz zwiększonej ekspozycji na promieniowanie słoneczne i promieniowanie kosmiczne, istnieją znaczące skutki, które mikrograwitacja może mieć na ludzką fizjologię. Jak potwierdza Scott Kelly, wykraczają one poza zwyrodnienie mięśni i kości i obejmują pogorszenie funkcji narządów, wzroku, a nawet zmiany na poziomie genetycznym.
Co ciekawe, mikrograwitacja ma również szereg potencjalnych medycznych zalet. Od 2014 roku dr Joshua Choi, starszy wykładowca inżynierii biomedycznej na University of Technology Sydney, bada, w jaki sposób mikrograwitacja wpływa na lek i komórki w ludzkim ciele. Na początku przyszłego roku on i jego zespół badawczy udadzą się do ISS, aby przetestować nową metodę leczenia raka opartą na mikrograwitacji.
Według Chou inspiracją do jego badań była rozmowa z nieżyjącym i wspaniałym Stephenem Hawkingiem. Podczas rozmowy dr Hawking zauważył, że nic we Wszechświecie nie przeciwstawia się grawitacji. Później, kiedy u znajomego Chou zdiagnozowano raka, przypomniał sobie, co powiedział dr Hawking i zaczął się zastanawiać: „Co stałoby się z komórkami rakowymi, gdybyśmy wyjęli je z grawitacji?”
Mówiąc najprościej, rak jest chorobą, w której komórki zaczynają się niekontrolowanie dzielić i rozprzestrzeniać na niektóre części ciała i przejmować je. Komórki rakowe robią to, łącząc się, tworząc solidny guz w ciele, który następnie rośnie, dopóki komórki nie zostaną zasygnalizowane, aby zaatakowały zdrowe tkanki - takie jak serce, płuca, mózg, wątroba, trzustka itp.
Jedną z największych przeszkód w badaniach nad rakiem jest to, że nikt nie wie dokładnie, kiedy ten punkt zostanie osiągnięty. Jednak proces, w którym rak rośnie i rozprzestrzenia się, wydaje się wskazywać, że istnieje sposób, dzięki któremu komórki są w stanie wykrywać się nawzajem i grawitować razem, tworząc guz.
Jednak badacze biomedyczni rozumieją, że jedynym sposobem, w jaki komórki rakowe mogą się wzajemnie wyczuwać, są siły mechaniczne i że siły te ewoluowały do pracy w środowisku, w którym występuje grawitacja. To zmotywowało Chou do zastanowienia się nad sposobami, w których brak grawitacji może utrudniać zdolność komórek rakowych do dzielenia się i rozprzestrzeniania.
Chou ma pewne doświadczenie w prowadzeniu kosmicznych badań medycznych. Podczas pracy w Harvardzie brał udział w projekcie, który zaowocował stworzeniem leku do leczenia osteoporozy. Część ich badań odbyła się na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Jak wyjaśnił Chou:
„To pierwsze doświadczenie, widząc, jak środowisko kosmiczne wpływa na nasze zrozumienie biologii komórki i postępu choroby, zainspirowało mnie do pytania:„ Dlaczego nie możemy zastosować tej samej strategii do badania innych komórek i chorób? ””
Już teraz Chou i jego zespół przetestowali wpływ mikrograwitacji na komórki rakowe w swoim laboratorium. Aby to zrobić, jeden z jego absolwentów stworzył urządzenie, które jest zasadniczo pojemnikiem wielkości chusteczki z małą wirówką w środku. Komórki różnych chorób znajdują się w serii strąków w wirówce, która następnie je obraca, aż odczują mikrograwitację.
Jak wskazał Chou, wyniki były raczej zachęcające. „Nasza praca wykazała, że po umieszczeniu w środowisku mikrograwitacji od 80 do 90 procent komórek czterech różnych typów raka, które testowaliśmy - jajników, piersi, nosa i płuc - było niepełnosprawnych”, powiedział. „Przez niepełnosprawnych rozumiem, że albo umierają, albo odpływają, ponieważ nie mogą już dłużej się trzymać. Te cztery typy raka to jedne z najtrudniejszych nowotworów do zabicia. ”
Jeszcze bardziej imponujący jest fakt, że wyniki te uzyskano po prostu zmieniając siły grawitacyjne - tj. Bez pomocy leków. Poddane warunkom mikrograwitacji komórki nowotworowe nie były w stanie się wykryć i dlatego bardzo trudno było im się spotkać.
„Realizacja tej misji była wysiłkiem całego zespołu - mam szczęście, że mogę być wspierany przez mój wydział i grupę bardzo utalentowanych studentek inżynierii, które inspirują mnie do dalszej pracy. Wykonują tyle ciężkiej pracy, aby ten projekt stał się rzeczywistością. ”
Kolejny krok, który nastąpi na początku przyszłego roku, będzie polegał na wysłaniu przez zespół eksperymentu do ISS na pokładzie specjalnie zaprojektowanego modułu kosmicznego (SpaceX będzie świadczył usługi startowe). Chou i jego koledzy spędzą czas trwania eksperymentu (siedem dni) na ziemi, gdzie będą monitorować postęp eksperymentu i przeprowadzać obrazowanie żywych komórek za pośrednictwem plików danych.
Po zakończeniu eksperymentu komórki zostaną zamrożone na czas podróży powrotnej na Ziemię, po czym Chou i jego koledzy zbadają je pod kątem zmian genetycznych. Jeśli wyniki na pokładzie ISS potwierdzą to, co Chou i jego zespół znaleźli w laboratorium, ma nadzieję, że będą w stanie opracować nowe metody leczenia, które mogą mieć taki sam efekt jak mikrograwitacja i neutralizować zdolność komórek rakowych do wzajemnego wykrywania.
Idealnie, te terapie nie stanowiłyby lekarstwa, ale mogłyby uzupełnić istniejące schematy medyczne przeciwnowotworowe. W połączeniu z lekami i chemioterapią leczenie wynikające z tych badań skutecznie spowolniłoby rozprzestrzenianie się raka w ludzkim ciele, dzięki czemu konwencjonalne metody leczenia byłyby bardziej skuteczne i krótsze (a także tańsze).
„Mam również nadzieję, że jest to jedna z wielu australijskich misji badań kosmicznych. Mój zespół i ja mamy tyle szczęścia, że mamy okazję przeprowadzić te badania, ponieważ są one tak rzadkie, a my wykorzystamy nasze wyniki misji, aby zasygnalizować australijskiej społeczności badawczej, że era biologii kosmicznej i medycyny jest tutaj naprawdę dobrze ”.
Badania te przydadzą się również w kosmosie, gdzie astronauci zmuszeni są spędzać miesiące w mikrograwitacji i są narażeni na znacznie więcej promieniowania (a zatem na zwiększone ryzyko zachorowania na raka). Te i inne postępy w dziedzinie medycyny kosmicznej dodatkowo pokazują, w jaki sposób badania kosmiczne mogą przynieść korzyści komercyjne i medyczne ludziom na Ziemi.
