Proteina TM4SF1 (verde) produsă în cantități mari de celulele endoteliale, care aliniază vasele de sânge ale corpului. Un nou experiment al stației spațiale investighează creșterea celulelor endoteliale și reacția lor la un medicament anti-tumor.
(Imagine: © Angiex)
SpaceX vizează 29 iunie ca dată de lansare pentru următoarea misiune de aprovizionare a încărcăturii la Stația Spațială Internațională. La 5:41 a.m. EST (0941 GMT), o navă de marfă Dragon folosită anterior se va ridica de la stația aeriană Cape Canaveral, transportând un nou lot de experimente de cercetare și consumabile către avanpostul orbital.
Acest zbor va marca cea de-a 12-a lansare a acestui an pentru SpaceX și a 15-a misiune generală de aprovizionare a mărfurilor. Într-o teleconferință media din 11 iunie, NASA a furnizat o previzualizare a sarcinilor utile ale cercetării care ar trebui să fie livrate la stație la sfârșitul acestei luni.
"Cercetările prezentate astăzi reprezintă doar câteva dintre sutele de experimente care vor fi susținute de această misiune de aprovizionare a încărcăturii", a declarat David Brady, om de știință asistent pentru Programul Stației Spațiale Internaționale de la Centrul Spațial Johnson al NASA, în timpul teleconferinței. [Stația Spațială Internațională: Interior și Afară (Infografic)]
Iată câteva dintre cele mai ciudate științe la bordul navei spațiale Dragon, care include un nou medicament care combate cancerul, o investigație de cercetare a rozătoarelor și o privire asupra modului în care reacționează algele și bacteriile la mediul spațial. (În plus, ei trimit o minge plină de droguri pliante prietenoase.
Tumorile vizate
Paul Jaminet, un fost astrofizician de la Harvard s-a transformat în antreprenor, iar omul de știință al său, Shou-Ching Jaminet, speră să testeze ceea ce ar putea fi un progres semnificativ atunci când vine vorba de tratarea cancerului. Experimentul lor, supranumit Angiex, explorează modul în care celulele endoteliale - adică celulele care aliniază vasele de sânge din corp - răspund nu numai la microgravitate, ci și la un nou medicament care vizează tumori.
Pe teren, terapia s-a dovedit a fi incredibil de eficientă la șoareci. Medicamentul nu vizează numai tumorile, ci și vasele de sânge care le susțin. La fel ca celulele sănătoase în caz de atac de cord sau accident vascular cerebral, atunci când vasele de sânge conectate la o tumoră mor, tumora moare odată cu ea.
În ciuda succesului său dovedit, cea mai mare preocupare cu medicamentul este siguranța. Deoarece vizează atât tumorile, cât și vasele de sânge care le susțin, cercetătorii vor să se asigure că nu afectează vasele de sânge sănătoase în acest proces. „Ne dorim foarte mult să vindecăm cancerul oamenilor, dar nu dorim ca aceștia să continue să moară de boli cardiovasculare din medicamentul nostru”, a explicat Jaminet.
Una dintre provocări este că nu există un model de cultură celulară in vitro bun pentru vasele de sânge. Deci, pentru a înțelege modul în care funcționează vasele de sânge, trebuie să faceți studii in vivo asupra animalelor vii. „Și nu poți vedea foarte bine în interiorul celulelor”, a spus Jaminet. Și de aici intră în joc stația spațială - atunci când acest tip de celule este crescut în microgravitate, acționează mai mult ca cele din vasele de sânge reale de pe pământ, potrivit paginii proiectului NASA.
Lucrările anterioare au arătat că celulele endoteliale nu cresc foarte bine în spațiu. Deci, acest experiment va explora în continuare modul în care celulele endoteliale cresc într-un mediu de microgravitate și va măsura modul în care aceste celule răspund la tratament.
„Vom trata aceste celule în spațiu cu medicamentul nostru. Putem vedea dacă răspunsul la acest medicament este diferit în microgravitate decât în teren”, a spus Jaminet în timpul apelului. „Și dacă este, atunci aceasta ar fi o biologie cu adevărat interesantă.”
Adaptarea la zborul spațial
Ca parte a misiunii CRS-15, un echipaj format din 20 de brastruniști bravi va zbura către stația spațială pentru a ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine conexiunea creier-intestin. Cercetătorii știu că populația de bacterii din intestinul dvs. are un impact asupra sănătății dvs. generale. Pe măsură ce misiunile devin mai lungi și umanitatea se aventurează mai departe în spațiu, este esențial să înțelegem cum afectează spațiul microbiomul uman.
Fred Turek și Martha Vitaterna, cercetători de la Northwestern University, sunt cercetătorii principali ai misiuniiRentent Research-7, care va explora modul în care mediul spațial afectează comunitatea microorganismelor - microbiota supranumită - în tractul gastrointestinal al șoarecilor.
„Este greu să-ți imaginezi cum poți fi entuziasmat de probele fecale”, a glumit Vitaterna în timpul teleconferinței. „Dar credeți-mă, suntem foarte încântați de probele fecale”. Ea a continuat să explice că examinarea bacteriilor în probele fecale este o modalitate bună de a cartografia tipurile de bacterii care sunt în intestinul în sine.
Acesta este cel mai lung experiment de zboruri spațiale pentru rozătoare până în prezent, permițând cercetătorilor să privească care sunt schimbările pe termen lung ca răspuns la fluxul spațial. Dar nu se uită doar la microbiomul tractului gastrointestinal. Aceștia vor privi, de asemenea, o varietate de alte sisteme fiziologice cunoscute pentru a răspunde sau influența răspunsul microbiomului intestinal - cum ar fi sistemul imunitar, metabolismul și ritmul circadian, acesta din urmă antrenând somnul.
Cercetătorii au spus că speră că acest studiu va oferi o imagine mai cuprinzătoare a modului în care aceste sisteme diferite interacționează și cum reacționează la mediul spațial. [De ce trimitem animale în spațiu?]
Viitoare mâncare spațială
Pe măsură ce misiunile devin mai lungi și ne aventurăm mai departe în spațiu, echipajele vor trebui să fie capabile să își crească propria hrană. Dacă procedați astfel, s-ar reduce consumurile pe care ar trebui să le aducă și are și avantaje pentru sănătate. Odată cu adăugarea camerelor de creștere a plantelor Veggie de pe stația spațială, NASA are o modalitate de a se asigura că echipajele au acces la alimente proaspete, care până în prezent a constat în principal în salată.
Dar asta se poate schimba curând după ce Mark Settles de la Universitatea din Florida trimite o livrare de Alga Spațială către avanpostul orbitar.
De ce algele? Pe lângă faptul că este o sursă potențială de hrană, algele sunt utile și ca materie primă pentru animale bio (ceea ce înseamnă că planta poate fi folosită la fabricarea de materiale precum plastic și hârtie), au spus cercetătorii.
Algele sunt incredibil de eficiente în utilizarea condițiilor de lumină de intensitate mică pentru fotosinteză - perfecte pentru creșterea pe orbită. Cu toate acestea, există o preocupare majoră: majoritatea speciilor de alge cresc cel mai bine în lichide, dar lichidele nu se comportă la fel în spațiu ca și pe Pământ.
Settles a explicat că echipajul va încerca să crească mai multe tulpini de alge în pungi de plastic respirabile în cadrul camerelor de creștere a plantelor Veggie, aflate deja la bordul stației spațiale. Probele de alge vii vor fi returnate pe Pământ la sfârșitul misiunii, astfel încât echipa poate studia și identifica ce gene ajută algele să crească cel mai bine în microgravitate. Identificând genele asociate cu o creștere mai rapidă, speră ca în cele din urmă să inginereze algele pentru producția de masă în spațiu. [Plante în spațiu: fotografii de grădinărit astronauți]
Tratarea mai eficientă a deșeurilor
În cadrul experimentului Micro-12, John Hogan și alți oameni de știință de la Centrul de Cercetare Ames al NASA trimit un lot de Shewanella bacterii până la stația spațială. Omniprezent pe tot corpul, Shewanella bacteriile nu aduc rău astronauților; se găsesc frecvent în locuri precum tractul digestiv, precum și pe suprafața dinților.
Aceste organisme pot crește pe electrozi metalici și pot transforma deșeurile organice (cum ar fi urina) în energie electrică. Hogan a spus că cercetările în tehnologiile cu celule microbiene cu combustibil, inclusiv munca în laboratorul său, dezvoltă modalități de tratare a apelor uzate, producând în același timp energie electrică.
Acest experiment nu numai că va explora cum Shewanella realizează în microgravitate, dar, de asemenea, va analiza modul în care biofilme - formatul în care Shewanella va crește - reacționează la mediul spațial. Datorită unui set de camere speciale, cercetătorii vor avea acces la o vedere 3D a biofilmului și pot monitoriza orice modificări.
De ce NASA este atât de interesată de aceste organisme? Celulele cu combustibil microbian sunt o modalitate excelentă de a trata apele uzate. Acestea pot compensa nevoile de energie producând simultan energie electrică în timpul procesării deșeurilor. Pe măsură ce oamenii se angajează în viitoarele misiuni de lungă durată, ei vor avea nevoie de un grad mai înalt de sustenabilitate de sine. Procesele asistate de microbi pot ajuta la asigurarea acestui lucru, au spus cercetătorii.
