Valk TM4SF1 (roheline), mida toodetakse suurtes kogustes endoteelirakud, mis joondavad keha veresooni. Uues kosmosejaama katses uuritakse endoteelirakkude kasvu ja nende reaktsiooni kasvajavastasele ravimile.
(Pilt: © Angiex)
SpaceX on pühendanud 29. juuni oma järgmise lastivarustusmissiooni alguskuupäevale rahvusvahelisse kosmosejaama. Kell 17.41 EST (0941 GMT) tõuseb varem kasutatud kaubalaev Dragon Cape Canaverali õhujõudude jaamast, vedades orbiidi eelpostini uue partii uurimiskatseid ja varusid.
See lend tähistab SpaceXi 12. lendu sel aastal ja selle lasti 15. üldeesmärk. 11. juunil toimunud meediumitelefoni telekonverentsil esitas NASA eelvaate teadusuuringute kasulikust koormusest, mis eeldatavasti saadetakse jaama sel kuul hiljem.
"Täna tutvustatud uuring esindab vaid mõnda neist sadadest katsetest, mida see lastivarustuse missioon toetab," ütles telekonverentsi ajal NASA Johnsoni kosmosekeskuse rahvusvahelise kosmosejaama programmi abiteaduste programmeerija David Brady. [Rahvusvaheline kosmosejaam: seest ja väljast (infograafika)]
Siin on pilk mõnele veidrale teadusele Dragon-kosmoselaeva pardal, mis sisaldab uut vähktõvevastast ravimit, näriliste uurimist ja uurib, kuidas vetikad ja bakterid kosmosekeskkonnale reageerivad. (Lisaks saadavad nad sõbraliku ujuva droidiballi.
Kasvajate sihtimine
Ettevõtjaks pöördunud endine Harvardi astrofüüsik Paul Jaminet ja tema juhtivteadlane Shou-Ching Jaminet loodavad katsetada, mis võiks vähi ravimisel olla oluline läbimurre. Nende eksperiment nimega Angiex uurib, kuidas endoteelirakud - st keha veresooni joondavad rakud - reageerivad mitte ainult mikrogravitatsioonile, vaid ka uudsele tuumorile suunatud ravimile.
Kohapeal on teraapia osutunud hiirtel uskumatult tõhusaks. Ravim ei ole suunatud mitte ainult kasvajatele, vaid ka neid toetavatele veresoontele. Sarnaselt tervete rakkudega südameataki või insuldi korral, kui kasvajaga ühendatud veresooned surevad, sureb kasvaja koos sellega.
Hoolimata tõestatud edust, on selle ravimi jaoks üks suurimaid probleeme ohutus. Kuna see on suunatud nii kasvajatele kui ka neid toetavatele veresoontele, tahavad teadlased veenduda, et need ei kahjustaks terveid veresooni. "Me tahame väga ravida inimeste vähki, kuid ei taha, et nad sureksid meie ravimist südame-veresoonkonna haigustesse," selgitas Jaminet.
Üks väljakutseid on see, et veresoonte jaoks pole head in vitro rakukultuuri mudelit. Nii et veresoonte toimimise mõistmiseks peate tegema elusloomade in vivo uuringuid. "Ja te ei näe rakkude sees väga hästi," ütles Jaminet. Ja just seal tuleb kosmosejaam mängu - kui seda tüüpi rakke kasvatatakse mikrogravitatsioonis, siis toimib see NASA projekti lehe andmetel rohkem kui need, mis asuvad maa peal päris veresoontes.
Varasemad tööd on näidanud, et endoteelirakud ei kasva ruumis eriti hästi. Niisiis uuritakse selle katsega veelgi, kuidas endoteelirakud mikrogravitatsioonilises keskkonnas kasvavad, ja mõõdetakse, kuidas need rakud ravile reageerivad.
"Ravime neid rakke oma ravimiga kosmoses. Saame näha, kas ravivastus on mikrogravitatsiooni osas teistsugune kui kohapeal," ütles Jaminet kõne ajal. "Ja kui see on nii, siis oleks see tõesti huvitav bioloogia."
Kosmoselennuga kohanemine
CRS-15 missiooni osana lendab kosmosejaama 20 vapra moustronaudist koosnev meeskond, et aidata teadlastel aju-soolestiku ühendust paremini mõista. Teadlased teavad, et teie soolestiku bakteripopulatsioon mõjutab teie üldist tervist. Kuna missioonid muutuvad pikemaks ja inimkond julgeb kosmosest kaugemale jõuda, on oluline mõista, kuidas kosmoselend mõjutab inimeste mikrobiome.
MissiooniRodent Research-7 peamised uurijad on Northwesterni ülikooli teadlased Fred Turek ja Martha Vitaterna, kes uurib, kuidas mõjutab kosmosekeskkond hiirte seedetraktis asuvate mikroorganismide kooslust - dubleeritud mikrobiotot.
"Raske on ette kujutada, kuidas saate fekaaliproovidest vaimustuses olla," naljatas Vitaterna telekonverentsi ajal. "Kuid uskuge mind, me oleme fekaaliproovidest tõesti vaimustuses." Ta selgitas, et bakterite uurimine fekaaliproovides on hea viis soolestikus esinevate bakteritüüpide kaardistamiseks.
See on näriliste jaoks seni kõige pikem kosmoselennu katse, mis võimaldab teadlastel vaadata, millised on pikaajalised muutused kosmoselendudele reageerimisel. Kuid nad ei vaata ainult seedetrakti mikrobiome. Nad vaatavad ka mitmesuguseid muid füsioloogilisi süsteeme, mis teadaolevalt reageerivad või mõjutavad soolestiku mikrobiomi vastust - näiteks immuunsussüsteem, ainevahetus ja ööpäevarütm, millest viimane juhib und.
Teadlaste sõnul loodavad see uuring saada terviklikuma pildi sellest, kuidas need erinevad süsteemid interakteeruvad ja kuidas nad kosmosekeskkonnale reageerivad. [Miks saadame loomi kosmosesse?]
Tulevane kosmosetoit
Kui lähetused muutuvad pikemaks ja me läheme kaugemale kosmosesse, peavad meeskonnad saama ise toitu kasvatada. See vähendaks nende poolt tarnitavaid varusid ja sellel oleks ka kasu tervisele. Veggie taimede kasvukambrite lisamisega kosmosejaamale on NASA-l võimalus tagada meeskondadele juurdepääs värsketele toitudele, mis seni koosnesid peamiselt salatist.
Kuid see võib varsti muutuda pärast seda, kui Florida ülikooli Mark Settles saadab kosmose vetikate saadetise orbiidil olevasse eelpostisse.
Miks vetikad? Lisaks sellele, et vetikad on potentsiaalne toiduallikas, on need kasulikud ka biopõhise lähteainena (see tähendab, et taime saab kasutada selliste materjalide tootmiseks nagu plastik ja paber), väitsid teadlased.
Vetikad on hämmastavalt tõhusad madala intensiivsusega valgustingimuste kasutamisel fotosünteesiks - need sobivad suurepäraselt orbiidil kasvatamiseks. Siiski on üks suur mure: enamik vetikaliike kasvab kõige paremini vedelas, kuid vedelikud ei käitu kosmoses samamoodi nagu Maa peal.
Settles selgitas, et meeskond üritab juba kosmosejaama pardal asuvate Veggie taimede kasvukambrites kasvatada mitut vetikatüve hingavatesse kilekottidesse. Elusate vetikate proovid saadetakse missiooni lõpus Maale tagasi, nii et meeskond saab uurida ja kindlaks teha, millised geenid aitavad vetikatel mikrogravitatsiooni korral kõige paremini kasvada. Kiirema kasvuga seotud geenide väljaselgitamisel loodavad nad innustada vetikaid masstootmiseks kosmoses. [Taimed kosmoses: aiandusastronautide fotod]
Tõhusam jäätmekäitlus
Mikro-12 eksperimendi raames saadavad John Hogan ja teised NASA Amesi uurimiskeskuse teadlased partii Shewanella bakterid kosmosejaama. Üldlevinud kogu kehas, Shewanella bakterid ei kahjusta astronaute; neid leidub tavaliselt nii seedetraktis kui ka hammaste pinnal.
Need organismid võivad kasvada metallelektroodidel ja muundada orgaanilised jäätmed (näiteks uriin) elektrienergiaks. Hogan ütles, et mikroobsete kütuseelementide tehnoloogiate uurimine, sealhulgas töö tema laboris, arendab reovee puhastamise viise, muutes samal ajal elektrienergiaks selle protsessi.
Selle katsega ei uurita mitte ainult seda, kuidas Shewanella täidab mikrogravitatsiooni, kuid analüüsib ka seda, kuidas biokile - millises vormingus Shewanella kasvab - reageerib kosmosekeskkonnale. Tänu spetsiaalsete kaamerate komplektile saavad teadlased juurdepääsu biokile 3D-vaatele ja saavad jälgida kõiki muudatusi.
Miks on NASA nende organismide vastu nii huvitatud? Mikroobsed kütuseelemendid on suurepärane viis reovee puhastamiseks. Nad saavad energiatarvet tasakaalustada, tootes samal ajal elektrit jäätmete töötlemise ajal. Kuna inimesed alustavad tulevasi pikaajalisi missioone, vajavad nad suuremat enese jätkusuutlikkust. Teadlased ütlesid, et mikroobide abistatavad protsessid võivad seda aidata.
