Lekarstwo na raka, wodorosty morskie i myszy: co jeszcze wyślą na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej w ramach przyszłej misji?

Jeśli nie będzie wyrazów, 28 czerwca kosmiczna ciężarówka Dragon firmy SpaceX pójdzie do międzynarodowej stacji kosmicznej z nowymi prowiantem dla członków załogi stacji, nowym sprzętem i nowymi naukowymi eksperymentami. Dla SpaceX ten start będzie już 12-m w tym roku 15-m w ramach transportu misji na Międzynarodowej stacji kosmicznej. Portal Space.com opowiedział o najbardziej ciekawych eksperymentach naukowych, które udadzą się na ISS w tym razem.

"To tylko niewielka część z setki innych eksperymentów, które planuje się wysłać w ramach nowej cargo misji", — cytuje Space.com słowa Davida Brady, będącego zastępcą kierownika naukowych misji na ISS z centrum Kosmicznego im. Johnsona NASA.

Obiecujące lekarstwo na raka

Białko TM4SF1 (zaznaczony na zielono) jest produkowany w dużych ilościach endothelial komórkami, które stanowią podstawę naczyń krwionośnych. W nowym eksperymencie na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej odbędzie się kontrola wzrostu komórek śródbłonka i ich reakcja na nowy przeciwnowotworowym lek

Eksperyment nosi nazwę Angiex i jego celem jest sprawdzenie narzędzia, обещающего wielkie perspektywy w leczeniu raka. Naukowcy chcą zrozumieć, jak w warunkach mikrograwitacji zachowują się endothelial komórki składające się na wewnętrzną powierzchnię naczyń krwionośnych i limfatycznych, a także to, jak reagują na działanie nowego leku, skierowanego na leczenie nowotworów złośliwych.

W warunkach lądowych narzędzie wykazały swoją skuteczność w laboratoryjnych eksperymentach na myszach. Lekarstwo nie tylko walczy z tkanek guza, ale i niszczy naczynia krwionośne, które odżywiają te tkanki. Naukowcy wyjaśniają, że efekt działania środka jest podobny do tego, jak wpływa na komórki, gdy zawał i udar mózgu. Jeśli naczynia krwionośne, które odżywiają guza, zginą — zginie i sama guz.

Bez względu na udowodnioną skuteczność narzędzia, naukowcy wciąż nie są pewni bezpieczeństwa samego lekarstwa. Ponieważ jest to uderza jak same komórki nowotworowe, jak i wspierających ich naczynia krwionośne, twórcy narzędzia chcą upewnić się, że lek nie powoduje żadnych szkód zdrowe naczynia krwionośne.

"chcemy leczyć ludzi z raka i nie chcemy, aby przy tym oni umierali od choroby układu sercowo-naczyniowego, spowodowane naszym lekarstwem", — mówi Paul Джеймине, jeden z twórców leku.

Jedna z trudności sprawdzania skuteczności leku polega na tym, że wśród badaczy nie ma odpowiednich sztucznie utworzonych cell-kulturowych modeli dla naczyń krwionośnych. Dlatego, aby zrozumieć, jak działają te naczynia, naukowcy muszą przeprowadzić testy na żywych organizmach.

"Zajrzeć do wnętrza tych komórek i rozważyć wszystko, czego potrzebujemy, my też nie możemy. W takim przypadku może nam pomóc środa na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej. Kiedy te komórki będą rosnąć w warunkach mikrograwitacji, prowadzić się będzie mniej więcej tak samo, jak oni to robią wewnątrz prawdziwych naczyń krwionośnych na ziemi", — czytamy w oświadczeniu NASA, opublikowanym na stronie tego projektu.

Poprzednie badania wykazały, że endothelial komórki nie rosną bardzo dobrze w kosmosie. Jednak naukowcy chcą śledzić wzrost komórek w warunkach mikrograwitacji i ich odpowiedź na działanie opracowanego przez nich лекартства.

"Będzie prowadzone leczenie tych komórek. Następnie zobaczymy, czy wynik leczenia w warunkach mikrograwitacji od wyniku naziemnych testów".

Adaptacja do długich lotów kosmicznych

Astronauta NASA Scott Kelly pracował z odwagi gospodarstwem na pokładzie ISS w 2015 roku. W ramach nowego "demona eksperymentu" będzie prowadzona obserwacja za микробиомами gryzoni

W ramach cargo misji CRS-15 na ISS wyruszy grupa z 20 laboratoryjnych myszy. Za pomocą nich specjaliści z uniwersytetu northwestern (USA) chcą dowiedzieć się, jak na warunki kosmiczne wpływają na flory bakteryjnej przewodu pokarmowego gryzoni.

Znajdujące się w jelitach bakterie każdego człowieka i zwierzęcia w stanie wywierać wpływ na ogólny stan zdrowia. Ponieważ kosmiczne misje stają się coraz bardziej i bardziej długotrwałe, a ludzkość już myśli nad tym, jak rozpocząć skolonizować kosmos, byłoby rozsądne, aby zrozumieć, jak loty kosmiczne wpływają na ludzkie микробиомы.

"Trudno sobie wyobrazić człowieka, który będzie dobrze pogrzebać w próbkach kału", — żartuje Marca Витатерна, mikrobiolog Północno-Zachodniego uniwersytetu.

"Ale uwierzcie mi, że jesteśmy jednymi z tych ludzi".

Specjalista wyjaśnił, że badanie bakterii w próbkach kału gryzoni pozwoli lepiej ćwicząca w tym, jakie bakterie są korzystne dla jelit i organizmu w całości. Ponadto, naukowcy chcą lepiej zrozumieć działanie innych systemów fizjologicznych w warunkach mikrograwitacji, które, jak wiadomo, są w stanie reagować na te lub inne stan микробиома jelit. Chodzi na przykład o układu odpornościowego, metabolizmu, układu krążenia, a także w procesach, które mają wpływ na naszą higienę snu.

Przyszłość kosmicznej jedzenia

Astronauci NASA Scott Kelly (po prawej) i Челл Lindgren (w centrum) z japońskim astronautą Кимия Yui próbują liście свежевыращенного w ramach kosmicznego eksperymentu Veggie czerwonej sałaty

Jak już wspomniano powyżej, kosmiczne misje stają się coraz продолжительней, a w przyszłości planujemy udać się na inne planety i w perspektywie tam wprowadził. Do tego, jakprzystąpić do tak długich lotów nam, oprócz oczywistych problemów, w rodzaju kosmicznego promieniowania, należy zapoznać się z zagadnieniami zasilania.Można, oczywiście, wziąć jedzenie z sobą, ale najlepiej — lepiej być w stanie uprawiać ją na miejscu.

Eksperymenty uprawy świeżych warzyw na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej toczyły się już wielokrotnie, a w tej chwili na stacji orbitalnej jest przenośny cieplarnianych, który pozwala uprawiać świeże sałatki. Jednak w ramach przyszłego cargo misji na stacji przywiozą jeszcze i wodorosty.

Dlaczego glony? Naukowcy twierdzą, że glony mogą stać się potencjalnym źródłem pożywienia. Ponadto, można je traktować jako surowców na bazie biologicznej, czyli można ich używać w produkcji różnych materiałów, takich jak plastik, papier.

Glony są w stanie wykazać wzrost, nawet przy bardzo niskim poziomie oświetlenia niezbędnego do fotosyntezy. Innymi słowy, są one doskonale nadają się do uprawy na orbicie. Mają jedną wadę: większość gatunków glonów najlepiej rosną w wodzie. Jednak płynu w przestrzeni zachowują się zupełnie nie tak, jak się zachowują na Ziemi.

Naukowcy wyjaśniają, że załoga ISS spróbuje posadzić kilka gatunków glonów wewnątrz "oddychających" plastikowych toreb, ustawiając je w przenośny cieplarnianych Veggie, znajdujący się na stacji. Po tym żywe próbki glonów planuje sprowadzić z powrotem na Ziemię, gdzie ich badaniem zajmą się biolodzy, którzy postarają się ustalić, które geny najlepiej przyczynią się do rozwoju tej kultury w warunkach mikrograwitacji. Zdając sobie sprawę, jakie geny są odpowiedzialne za szybszy wzrost glonów, naukowcy mają nadzieję stworzyć specjalny tryb, które będzie można masowo produkować w kosmosie.

Bardziej skuteczny recykling odpadów

Na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej również udadzą się bakterii Shewanella. Najczęściej ten rodzaj bakterii występuje na dnie morza, ale również może być wykryty i w glebie. Najwięcej zainteresowania bakterie te stanowią w tym, że mogą one rosnąć na powierzchniach metalowych i recyklingu odpady organiczne (np. mocz) w energię elektryczną.

W chwili obecnej prowadzone są prace dotyczące korzystania z Shewanella w биозащите powierzchni metalowych przed korozją. Prowadzone są również badania z wykorzystaniem tych bakterii w dziedzinie technologii produkcji bakterii filtracyjnych ogniw paliwowych.

Eksperyment na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej zostanie skierowany na zrozumienie, jak te bakterie i złożu filtracyjnym (materiał na bazie którego rosną bakterie będą zachowywać się w warunkach mikrograwitacji. Dzięki obecności dostępu do trójwymiarowego obrazu biofilmu, która będzie znajdować się na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej, naukowcy będą mogli prowadzić stały monitoring i obchodzić wszelkie zmiany.

Dlaczego naukowcy tak zainteresowany w tych mikroorganizmach? Filtry na podstawie drobnoustrojowych ogniw pewnego dnia mogą stać się doskonałym narzędziem do obróbki ścieków. Dzięki możliwości wytwarzania energii elektrycznej, będą w stanie zrekompensować jej koszty przy отчистке wody, produkując energię w ramach tego procesu. Tak jak czas trwania misji kosmicznych rośnie, musimy powiększać i stopień samodzielności w ich ramach. Zdaniem badaczy, mikrobiologiczne procesy mogą nam pomóc w rozwiązaniu tego zadania.