A TM4SF1 (zöld) protein nagy mennyiségben termelődik endotélsejtekben, amelyek a test ereit vonják be. Egy új űrállomás-kísérlet az endoteliális sejtek növekedését és a daganatellenes gyógyszerekre adott reakciójukat vizsgálja.
(Kép: © Angiex)
Az SpaceX június 29-én tűzi ki célul a Nemzetközi Űrállomás felé történő következő rakomány-újra-szállítási küldetés kezdőnapját. EST-kor 17: 41-kor (0941 GMT) egy korábban használt Dragon teherhajó felszáll a Canaveral-i Foki Légierő állomásról, újabb kutatási kísérletek és kellékek szállításával a pályára.
Ez a repülés a SpaceX idén a 12. indulását, valamint a teljes rakomány-újra-ellátási missziójának 15. teljesítését jelenti. A júniusi 11-i médiakonferencián a NASA áttekintést adott a kutatási hasznos teherkről, amelyeket a hónap végén várhatóan szállítanak az állomásra.
"A ma bemutatott kutatás csupán a száz kísérletből néhányat reprezentál, amelyeket ez a rakomány-ellátási misszió támogat majd" - mondta a telekonferencia során David Brady, a NASA Johnson Űrközpontjának Nemzetközi Űrállomás Programjának tudományos asszisztense. [A Nemzetközi Űrállomás: belül és kívül (Infographic)]
Itt egy pillantás a Dragon űrhajó fedélzetén található furcsa tudományra, amely magában foglal egy új rák elleni küzdelmet, egy rágcsáló-kutatást és azt, hogy az algák és baktériumok hogyan reagálnak az űrkörnyezetre. (Plusz, barátságosan lebegő droid labdát küldnek.
Célzó daganatok
Paul Jaminet, a korábbi harvardi asztrofizikus vállalkozóvá vált, és fő tudósa, Shou-Ching Jaminet reméli, hogy kipróbálja, hogy mi lehet jelentős áttörés a rák kezelésében. Angiex-nek nevezett kísérletük azt vizsgálja, hogy az endotélsejtek - azaz azok a sejtek, amelyek a test vérereit vonják be - nemcsak a mikrogravitációra reagálnak, hanem egy új, daganatokat célzó gyógyszerre is.
A helyszínen a terápia hihetetlenül hatékonynak bizonyult egerekben. A gyógyszer nemcsak a daganatokat célozza meg, hanem az azokat támogató ereket is. Hasonlóan az egészséges sejtekhez szívroham vagy stroke esetén, amikor egy daganathoz kapcsolódó erek meghalnak, a daganat ezzel együtt meghal.
Bizonyított sikere ellenére a droggal kapcsolatos egyik legnagyobb gond a biztonság. Mivel mind a daganatokat, mind az azokat támogató ereket megcélozzák, a kutatók biztosak akarnak lenni abban, hogy a folyamat során ne károsítsák az egészséges ereket. "Nagyon szeretnénk gyógyítani az emberek rákját, de nem akarjuk, hogy ezek tovább haljon meg a gyógyszerünk szív- és érrendszeri betegségeiben" - magyarázta Jaminet.
Az egyik kihívás az, hogy nincs jó in vitro sejttenyésztési modell az erek számára. Tehát az érrendszer működésének megértéséhez in vivo vizsgálatokat kell végezni élő állatokon. "És nem látja jól a sejteket" - mondta Jaminet. És itt játszik szerepet az űrállomás - amikor ezt a sejtet mikrogravitáción növekszik, a NASA projekt oldala szerint jobban hasonlít a földön lévő valódi véredényekhez.
Korábbi munkák kimutatták, hogy az endoteliális sejtek nem növekednek nagyon jól az űrben. Tehát ez a kísérlet tovább vizsgálja, hogyan növekednek az endoteliális sejtek mikrogravitációs környezetben, és megmérheti, hogy ezek a sejtek hogyan reagálnak a kezelésre.
"Ezeket a sejteket űrben fogjuk kezelni a gyógyszerünkkel. Láthatjuk, hogy a gyógyszerre adott reakció mikrogravitációja eltér-e, mint a földön" - mondta Jaminet a hívás során. "És ha igen, akkor az igazán érdekes biológia lenne."
Alkalmazkodás az űrrepüléshez
A CRS-15 missziójának részeként egy 20 bátor moustronautból álló legénység repül az űrállomásra, hogy a kutatók jobban megértsék az agy-bél kapcsolatot. A kutatók tudják, hogy a bélben a baktériumok populációja befolyásolja az egészségi állapotot. Ahogy a küldetések hosszabbá válnak, és az emberiség egyre távolabb kerül az űrbe, alapvető fontosságú, hogy megértsük, hogy az űrrepülés hogyan befolyásolja az emberek mikrobiómáját.
Fred Turek és Martha Vitaterna, az északnyugati egyetem kutatói a TheRodent Research-7 misszió fő kutatói, amely meg fogja vizsgálni, hogy az űrkörnyezet hogyan befolyásolja az egerek emésztőrendszerében a mikroorganizmusok közösségét - dubbussal nevezett mikrobiótát.
"Nehéz elképzelni, hogyan lehet izgatott a székletminták miatt" - viccelődött Vitaterna a telekonferencia során. "De hidd el, nagyon izgatottak vagyunk a székletminták miatt." Ezt követően elmagyarázta, hogy a baktériumok székletmintákkal való vizsgálata jó módszer a baktériumok típusainak feltérképezésére, amelyek maguk a bélben vannak.
Ez a leghosszabb űrrepülési kísérlet a rágcsálók számára a mai napig, lehetővé téve a kutatók számára, hogy megnézhessék, mi a hosszú távú változások az űrrepülés hatására. De nem csak a gyomor-bél traktus mikrobiomáját vizsgálják. Megvizsgálják továbbá számos más olyan fiziológiai rendszert, amelyekről ismert, hogy reagálnak a bél mikrobiómájára vagy befolyásolják azt - például az immunrendszert, az anyagcserét és a cirkadián ritmust, amelyek utóbbi alvást idéz elő.
A kutatók azt remélték, hogy ez a tanulmány átfogóbb képet nyújt arról, hogy ezek a különböző rendszerek hogyan hatnak egymásra, és hogyan reagálnak az űrkörnyezetre. [Miért küldünk állatokat az űrbe?]
Jövőbeli étel
Ahogy a küldetések hosszabbá válnak, és egyre távolabb jutunk az űrbe, a legénységnek képesnek kell lennie arra, hogy saját élelmét megnövelje. Ezzel csökkentenék a készleteket, amelyeket be kellene hozniuk, és egészségügyi előnyeik is vannak. A Veggie növénynövekedést biztosító kamrák felvételével az űrállomáson a NASA módja annak, hogy a legénység hozzáférhessen a friss élelmiszerekhez, amelyek eddig főleg salátaból álltak.
De ez hamarosan megváltozhat, miután Mark Settles a Floridai Egyetemen szállít a Space Space algát a keringő postaton.
Miért algák? Amellett, hogy potenciális táplálékforrás, az algák bioalapú alapanyagként is felhasználhatók (azaz a növény felhasználható anyagok, például műanyag és papír előállításához) - mondta a kutatók.
Az algák hihetetlenül hatékonyan használják alacsony fényerősségű fényviszonyokat a fotoszintézishez - ideálisak pályán történő termesztéshez. Ugyanakkor van egy komoly aggodalom: a legtöbb algafaj folyékonyan növekszik a legjobban, de a folyadékok nem az űrben viselkednek ugyanúgy, mint a Földön.
Settles elmagyarázta, hogy a legénység megkísérel több algát törzset lélegző, műanyag zacskókba tenyészteni a Veggie növénynövekedési kamrákban, amelyek már az űrállomás fedélzetén vannak. Az élő algamintákat a küldetés végén visszaküldik a Földre, így a csapat megvizsgálhatja és meghatározhatja, mely gének segítik az algákat a mikrogravitációban. A gyorsabb növekedéshez kapcsolódó gének azonosításával remélik, hogy végül megtervezik az algákat az űrben történő tömegtermeléshez. [Növények az űrben: Képek a Gardening űrhajósokról]
Hatékonyabb hulladékkezelés
A Mikro-12 kísérlet részeként John Hogan és más tudósok a NASA Ames Kutatóközpontjában Shewanella baktériumok az űrállomásra. Az egész testben mindenütt jelen vannak, Shewanella a baktériumok nem ártanak az űrhajósoknak; általában olyan helyeken találhatók, mint az emésztőrendszer, valamint a fogak felületén.
Ezek az organizmusok fém-elektródákon növekedhetnek és szerves hulladékokat (például vizeletet) elektromos energiává alakíthatnak. Hogan elmondta, hogy a mikrobiális üzemanyagcellás technológiák kutatása, ideértve a laboratóriumában végzett munkát is, a szennyvíz kezelésének módszereit fejleszti ki, miközben a villamos energiát energiává teszi ennek a folyamatnak.
Ez a kísérlet nem csak azt vizsgálja meg, hogyan Shewanella mikrogravitációban teljesít, de azt is elemzi, hogy a biofilmek milyen formátumban vannak Shewanella növekedni fog - reagál az űrkörnyezetre. A speciális kameráknak köszönhetően a kutatók hozzáférhetnek a biofilm 3D-s nézetéhez, és figyelemmel kísérhetik a változásokat.
Miért érdekli a NASA ezeket az organizmusokat? A mikrobiális üzemanyagcellák kiválóan alkalmasak a szennyvíz kezelésére. Kompenzálni tudják az energiaigényt azáltal, hogy egyidejűleg villamos energiát termelnek a hulladék feldolgozása közben. Amint az emberek elkezdenek hosszú távú missziókba lépni, nagyobb fokú önfenntartásra van szükségük. A kutatók szerint a mikrobiálisan támogatott folyamatok hozzájárulhatnak ehhez.
