Protein TM4SF1 (zelený) produkovaný ve velkých množstvích endotelovými buňkami, které lemují krevní cévy těla. Nový experiment s vesmírnou stanicí zkoumá růst endoteliálních buněk a jejich reakci na protinádorové léčivo.
(Obrázek: © Angiex)
SpaceX se zaměřuje na 29. června jako datum zahájení své další mise pro zásobování nákladem na Mezinárodní vesmírné stanici. V 5:41 hod. EST (0941 GMT) se dříve používaná nákladní loď Dragon zvedne z nádraží Cape Canaveral Air Force Station a převeze čerstvou dávku výzkumných experimentů a zásob na orbitální základnu.
Tento let bude znamenat 12. start letošního roku pro SpaceX a jeho 15. celkovou misi zásobování nákladem. V mediální telekonferenci 11. června poskytla NASA náhled na výzkumná užitečná zatížení, která by měla být dodána stanici později v tomto měsíci.
"Výzkum zde představený dnes představuje pouze několik ze stovek experimentů, které budou podporovány touto misí pro zásobování nákladem," řekl během telekonference David Brady, pomocný programový vědec programu International Space Station Program v Johnson Space Center NASA. [Mezinárodní kosmická stanice: dovnitř a ven (Infographic)]
Tady je pohled na některé podivné vědy na palubě kosmické lodi Dragon, která zahrnuje nový lék proti rakovině, výzkum hlodavců a pohled na to, jak řasy a bakterie reagují na vesmírné prostředí. (Navíc posílají přátelský plovoucí droid míč.
Cílení na nádory
Paul Jaminet, bývalý Harvardský astrofyzik, se stal podnikatelem a jeho hlavní vědec Shou-Ching Jaminet doufá, že otestuje, co by mohlo být významným průlomem v léčbě rakoviny. Jejich experiment, nazývaný Angiex, zkoumá, jak endotelové buňky - tedy buňky, které lemují krevní cévy v těle - reagují nejen na mikrogravitaci, ale také na nový lék zaměřený na nádor.
Terénní léčba na zemi se u myší ukázala jako neuvěřitelně účinná. Droga se nejen zaměřuje na nádory, ale také na krevní cévy, které je podporují. Podobně jako zdravé buňky v případě srdečního infarktu nebo cévní mozkové příhody, když krevní cévy spojené s nádorem zemřou, nádor spolu s ním zemře.
Navzdory prokázanému úspěchu je jednou z největších obav o lék bezpečnost. Protože se zaměřuje jak na nádory, tak na krevní cévy, které je podporují, vědci se chtějí ujistit, že nepoškodí zdravé krevní cévy v tomto procesu. "Velice chceme vyléčit rakovinu lidí, ale nechceme, aby umřeli na kardiovaskulární onemocnění z naší drogy," vysvětlil Jaminet.
Jednou z výzev je, že neexistuje žádný dobrý in vitro model buněčné kultury pro krevní cévy. Abychom pochopili, jak fungují krevní cévy, musíte provést studie in vivo na živých zvířatech. „A uvnitř buněk moc dobře nevidíš,“ řekl Jaminet. A právě tam začíná hrát kosmická stanice - když se tento typ buňky pěstuje v mikrogravitaci, podle stránky projektu NASA se chová spíše jako buňky v reálných krevních cévách na zemi.
Předchozí práce ukázala, že endoteliální buňky nerostou v prostoru velmi dobře. Tento experiment tedy dále prozkoumá, jak endoteliální buňky rostou v prostředí mikrogravitace a změří, jak tyto buňky reagují na léčbu.
"Budeme léčit tyto buňky ve vesmíru pomocí našeho léku. Můžeme zjistit, zda je odpověď na lék odlišná v mikrogravitaci, než je na zemi," řekl Jaminet během hovoru. "A pokud ano, tak by to byla opravdu zajímavá biologie."
Přizpůsobení kosmickému letu
V rámci mise CRS-15 bude do kosmické stanice létat posádka 20 statečných moustronautů, aby vědcům pomohla lépe porozumět spojení mozku a střev. Vědci vědí, že populace bakterií ve střevě má vliv na vaše celkové zdraví. Jak se mise prodlužují a lidé se dostávají dál do vesmíru, je důležité, abychom pochopili, jak kosmický let ovlivňuje mikrobiom člověka.
Fred Turek a Martha Vitaterna, vědci z Northwestern University, jsou hlavními vyšetřovateli mise Rentent Research-7, která prozkoumá, jak vesmírné prostředí ovlivňuje komunitu mikroorganismů - dabovanou mikrobiotu - v gastrointestinálním traktu myší.
„Je těžké si představit, jak můžete být nadšeni fekálními vzorky,“ vtipkovala Vitaterna během telekonference. "Ale věř mi, jsme opravdu nadšení fekálními vzorky." Dále vysvětlila, že zkoumání bakterií ve fekálních vzorcích je dobrý způsob, jak zmapovat typy bakterií, které jsou ve střevech samotných.
Jedná se o dosud nejdelší experiment s kosmickými lety pro hlodavce, který vědcům umožňuje podívat se, jaké jsou dlouhodobé změny v reakci na kosmické lety. Ale ne jen se dívají na mikrobiom trávicího traktu. Budou se také zabývat řadou dalších fyziologických systémů, o nichž je známo, že reagují na střevní mikrobiom nebo ovlivňují jeho reakci - jako je imunitní systém, metabolismus a cirkadiánní rytmus, z nichž druhý vede spánek.
Vědci uvedli, že doufají, že tato studie poskytne ucelenější obraz o tom, jak tyto různé systémy interagují a jak reagují na vesmírné prostředí. [Proč posíláme zvířata do vesmíru?]
Budoucí vesmírné jídlo
Jak se mise prodlužují a my se pustíme dále do vesmíru, posádky budou muset pěstovat své vlastní jídlo. Pokud tak učiníte, sníží se zásoby, které budou muset přinést, a také to má zdravotní přínosy. S přidáním rostlinných růstových komor Veggie do kosmické stanice má NASA způsob, jak zajistit, aby posádky měly přístup k čerstvým jídlům, které dosud sestávaly převážně z hlávkového salátu.
Ale to se může brzy změnit poté, co Mark Settles z University of Florida pošle zásilku kosmických řas na oběžnou základnu.
Proč řasy? Kromě toho, že řasy jsou potenciálním zdrojem potravy, jsou také užitečné jako suroviny na bázi biomasy (což znamená, že rostlina může být použita při výrobě materiálů, jako jsou plasty a papír), uvedli vědci.
Řasy jsou neuvěřitelně efektivní při použití světelných podmínek s nízkou intenzitou pro fotosyntézu - ideální pro pěstování na oběžné dráze. Existuje však jeden hlavní problém: Většina druhů řas roste nejlépe v kapalinách, ale kapaliny se v prostoru chovají stejně jako na Zemi.
Settles vysvětlil, že posádka se pokusí pěstovat několik kmenů řas v prodyšných plastových pytlích v komorách pro růst rostlin Veggie, které jsou již na palubě vesmírné stanice. Živé vzorky řas budou na konci mise vráceny na Zemi, aby tým mohl studovat a identifikovat, které geny pomáhají řasám růst v mikrogravitaci nejlépe. Tím, že identifikují geny spojené s rychlejším růstem, doufají, že nakonec vytvoří řasy pro hromadnou produkci ve vesmíru. [Rostliny ve vesmíru: Fotografie od zahradnických astronautů]
Účinnější zpracování odpadu
V rámci experimentu Micro-12 odesílá John Hogan a další vědci z Ames Research Center NASA dávku Shewanella bakterií do vesmírné stanice. Všudypřítomné v celém těle, Shewanella bakterie nepoškozují astronauty; běžně se vyskytují v místech, jako je zažívací trakt a také na povrchu zubů.
Tyto organismy mohou růst na kovových elektrodách a přeměňovat organický odpad (například moč) na elektrickou energii. Hogan uvedl, že výzkum v mikrobiálních technologiích palivových článků, včetně práce v jeho laboratoři, vyvíjí způsoby čištění odpadních vod a zároveň dodává elektřinu energii pro tento proces.
Tento experiment nejen prozkoumá, jak Shewanella funguje v mikrogravitaci, ale také analyzuje, jak biofilmy - formát, ve kterém Shewanella bude růst - reagovat na vesmírné prostředí. Díky sadě speciálních kamer budou mít vědci přístup k 3D pohledu na biofilm a mohou sledovat jakékoli změny.
Proč se NASA tak zajímá o tyto organismy? Mikrobiální palivové články jsou vynikajícím způsobem čištění odpadních vod. Mohou kompenzovat energetické potřeby současnou výrobou elektřiny při zpracování odpadu. Když se lidé pustí do budoucích dlouhodobých misí, budou potřebovat vyšší míru soběstačnosti. Výzkumníci uvedli, že to mohou zajistit procesy podporované mikrobiemi.
