Ліки від раку, водорості і миші: що ще відправлять на МКС в рамках майбутньої місії?

Якщо не буде переносів, то 28 червня космічна вантажівка Dragon компанії SpaceX відправиться до МКС з новими запасами для членів екіпажу станції, новим обладнанням і новими науковими експериментами. Для SpaceX цей запуск стане вже 12-м у цьому році і 15-м в рамках вантажних місій до Міжнародної космічної станції. Портал Space.com розповів про найбільш цікавих наукових експериментах, які вирушать на МКС в цей раз.

«Це лише мала частина з сотні інших експериментів, які планується відправити в рамках нової вантажної місії», — цитує Space.com слова Девіда Бреді, який є помічником керівника наукових місій на МКС з Космічного центру ім. Джонсона NASA.

Перспективне ліки від раку

Білок TM4SF1 (виділено зеленим) виробляється у великій кількості ендотеліальними клітинами, складовими основу кровоносних судин. У новому експерименті на борту МКС буде проводитися перевірка росту ендотеліальних клітин і їх реакція на новий протираковий препарат

Експеримент носить назву Angiex і його метою є перевірка кошти, що обіцяє великі перспективи в лікуванні раку. Вчені прагнуть зрозуміти, як в умовах мікрогравітації ведуть себе ендотеліальні клітини, які складають внутрішню поверхню кровоносних і лімфатичних судин, а також те, як вони відповідають на вплив нового препарату, спрямованого на лікування злоякісних пухлин.

В наземних умовах засіб показало свою ефективність у лабораторних експериментах на мишах. Ліки не тільки бореться з тканинами пухлини, але ще й руйнує кровоносні судини, що живлять ці тканини. Дослідники пояснюють, що ефект дії засобу схожий з тим, як уражаються клітини при інфаркті та інсульті. Якщо кровоносні судини, що живлять пухлину, загинуть — загине і сама пухлина.

Незважаючи на доведену ефективність кошти, вчені поки не впевнені в безпеці самого ліки. Оскільки воно вражає як самі ракові клітини, так і підтримуючі їх кровоносні судини, творці кошти хочуть переконатися в тому, що їх препарат не завдає ніякої шкоди здоровим кровоносних судинах.

«Ми хочемо вилікувати людей від раку і не хочемо, щоб при цьому вони померли від захворювання серцево-судинної системи, викликаної нашими ліками», — говорить Пол Джеймине, один з розробників препарату.

Одна зі складностей перевірки ефективності препарату полягає в тому, що у дослідників немає відповідних штучно створених клітинно-культурних моделей для кровоносних судин. Тому, щоб зрозуміти, як функціонують ці судини, вченим доводиться проводити випробування на живих істот.

«Заглянути всередину цих клітин і розглянути все, що нам потрібно, ми теж не можемо. В такому разі нам може допомогти середовище на борту МКС. Коли ці клітини будуть рости в умовах мікрогравітації, то вони вести себе приблизно так само, як вони це роблять всередині цих кровоносних судин на землі», — йдеться в заяві NASA, опублікованому на сторінці даного проекту.

Попередні дослідження показали, що ендотеліальні клітини не дуже добре ростуть в космосі. Проте вчені хочуть простежити за зростанням клітин в умовах мікрогравітації та їх відповідь на дію розробленого ними лекартства.

«Буде проводитися лікування цих клітин. Потім ми подивимося, чи відрізняється результат лікування в умовах мікрогравітації від результату наземних випробувань».

Адаптація до тривалих космічних польотів

Астронавт NASA Скотт Келлі працював з мишачою фермою на борту МКС в 2015 році. В рамках нового «мишачого експерименту» буде вестися спостереження за микробиомами гризунів

В рамках вантажний місії CRS-15 на МКС відправиться група з 20 лабораторних мишей. З допомогою них фахівці з Північно-Західного університету (США) хочуть з'ясувати, як космічні умови впливають на мікробіоти шлунково-кишкового тракту гризунів.

Знаходяться в кишечнику бактерії кожної людини і тварини здатні чинити вплив на загальний стан здоров'я. Оскільки космічні місії стають все більш і більш тривалими, а людство вже думає над тим, як почати заселяти далекий космос, було б розумним зрозуміти, як космічні перельоти впливають на людські микробиомы.

«Складно уявити людину, яка буде радий покопатися у зразках фекалій», — жартує Березня Витатерна, мікробіолог Північно-Західного університету.

«Але повірте мені, ми одні з тих самих людей».

Фахівець пояснила, що дослідження бактерій у зразках фекалій гризунів дозволить краще працюватиметься в тому, які саме бактерії корисні для кишечника і організму в цілому. Крім того, вчені хочуть краще розібратися в роботі інших фізіологічних систем в умовах мікрогравітації, які, як відомо, здатні реагувати на ті чи інші стану мікробіома кишечника. Мова йде, наприклад, про імунній системі, метаболізмі, серцево-судинної системи, а також процеси, що впливають на нашу гігієну сну.

Майбутнє космічної їжі

Астронавти NASA Скотт Келлі (праворуч) і Челл Ліндгрен (в центрі) з японським астронавтом Кимия Юі пробують листя свежевыращенного в рамках космічного експерименту Veggie червоного салату

Як уже зазначалося вище, космічні місії стають все продовжений, а в майбутньому ми плануємо відправитися на інші планети і в перспективі там заселитися. До того, якприступити до таким довгим польотів нам, крім очевидних проблем, на зразок космічної радіації, необхідно розібратися з питаннями харчування.Можна, звичайно, взяти їжу з собою, але в ідеалі — краще вміти вирощувати її на місці.

Експерименти з вирощування свіжих овочів на борту МКС велися вже неодноразово, а зараз на орбітальній станції знаходиться портативний парник, що дозволяє вирощувати свіжий салат. Проте в рамках майбутньої вантажний місії на станцію привезуть ще й водорості.

Чому водорості? Вчені кажуть, що водорості можуть стати потенційним джерелом їжі. Крім того, їх можна розглядати в якості сировини на биооснове, тобто їх можна використовувати у виробництві різних матеріалів, таких як пластик і папір.

Водорості здатні показувати зростання навіть при дуже низькому рівні освітлення, необхідного для фотосинтезу. Іншими словами, вони відмінно підходять для вирощування на орбіті. Є у них і один недолік: більшість видів водоростей найкраще ростуть у воді. Однак рідини в космосі ведуть себе зовсім не так, як вони ведуть себе на Землі.

Вчені пояснюють, що екіпаж МКС спробує виростити кілька видів водоростей всередині «дихаючих» пластикових пакетів, встановивши їх на портативний парник Veggie, що знаходиться на станції. Після цього живі зразки водоростей планується повернути назад на Землю, де їх дослідженням займуться біологи, які спробують визначити, які гени будуть сприяти зростанню цієї культури в умовах мікрогравітації. Зрозумівши, які гени відповідають за більш швидкий ріст водоростей, вчені сподіваються створити спеціальний вид, які можна буде масово виробляти в космосі.

Більш ефективна переробка відходів

На МКС також відправляться бактерії Shewanella. Найчастіше даний вид бактерій трапляється на дні моря, але також може бути виявлений і в грунті. Найбільше інтерес ці бактерії представляють в тому, що вони можуть рости на металевих поверхнях і переробляти органічні відходи (наприклад, сечу) в електроенергію.

В даний момент ведуться роботи по використанню Shewanella в біозахисту металевих поверхонь від корозії. Також проводяться дослідження використання цих бактерій в області технологій виробництва мікробних фільтраційних паливних елементів.

Експеримент на МКС буде спрямований на розуміння того, як ці бактерії та біоплівка (матеріал, на базі якого будуть вирощуватися бактерії) будуть вести себе в умовах мікрогравітації. Завдяки наявності доступу до тривимірного зображення біоплівки, яка буде знаходитися на МКС, дослідники зможуть проводити постійний моніторинг і відзначати будь-які зміни.

Чому вчені так зацікавлені в цих мікроорганізмів? Фільтри на основі мікробних паливних комірок одного дня можуть стати відмінним засобом для обробки стічних вод. Завдяки можливості виробляти електроенергію, вони зможуть компенсувати її витрати при очистки води, виробляючи енергію в рамках цього процесу. Так як тривалість космічних місій росте, нам необхідно збільшувати і ступінь самозабезпеченості в їх рамках. На думку дослідників, мікробіологічні процеси можуть нам допомогти у вирішенні цієї задачі.