Olbaltumviela TM4SF1 (zaļa), ko lielā daudzumā ražo endotēlija šūnas, kas izvada ķermeņa asinsvadus. Jauns kosmosa stacijas eksperiments pēta endotēlija šūnu augšanu un to reakciju uz pretaudzēju zālēm.
(Attēls: © Angiex)
SpaceX mērķis ir 29. jūnijs kā nākamās kravas piegādes misijas uz Starptautisko kosmosa staciju sākuma datums. Plkst. 17:41 pēc EST (0941 GMT) iepriekš izmantotais kravas kuģis Dragon izcelsies no Kanaveralas Keiptaunas gaisa spēku stacijas, ar orbītas priekšposteni pārvedot jaunu pētījumu eksperimentu un krājumu partiju.
Šis lidojums iezīmēs 12. SpaceX atklāšanu šogad un tās 15. kopējo kravas piegādes misiju. Plašsaziņas līdzekļu telekonferencē 11. jūnijā NASA sniedza priekšstatu par pētījumu noslodzi, ko paredzēts piegādāt stacijai vēlāk šajā mēnesī.
"Šodien šeit prezentētie pētījumi atspoguļo tikai dažus no simtiem eksperimentu, kurus atbalstīs šī kravas krājumu atjaunošanas misija," telekonferences laikā sacīja Nads Džonsona kosmosa centra Starptautiskās kosmosa stacijas programmas zinātnieku asistents Deivids Bradijs. [Starptautiskā kosmosa stacija: iekšā un ārā (infografika)]
Šeit ir apskatītas dažas no dīvainajām zinātnēm, kas atrodas uz kosmosa kuģa Dragon, kas ietver jaunu pret vēzi apkarojošu medikamentu, grauzēju izpētes pētījumu un apskatu, kā aļģes un baktērijas reaģē uz kosmosa vidi. (Turklāt viņi sūta draudzīgu peldošu droid bumbu.
Mērķtiecīgi audzēji
Pols Džeimīns, bijušais Hārvardas astrofiziķis, kurš kļuva par uzņēmēju, un viņa galvenais zinātnieks Šou-Čings Džaminets cer pārbaudīt, kas varētu būt nozīmīgs izrāviens vēža ārstēšanā. Viņu eksperiments, saukts par Angiex, pēta, kā endotēlija šūnas - tas ir, šūnas, kas izliek ķermeņa asinsvadus - reaģē ne tikai uz mikrogravitāciju, bet arī uz jaunām zālēm, kas vērstas pret audzēju.
Uz vietas terapija ir izrādījusies neticami efektīva pelēm. Zāles ir vērstas ne tikai uz audzējiem, bet arī uz asinsvadiem, kas tos atbalsta. Līdzīgi kā veselās šūnas sirdslēkmes vai insulta gadījumos, kad ar audzēju savienotie asinsvadi mirst, audzējs mirst līdz ar to.
Neskatoties uz pierādītajiem panākumiem, viena no lielākajām narkotiku problēmām ir drošība. Tā kā tas ir vērsts gan uz audzējiem, gan uz asinsvadiem, kas tos atbalsta, pētnieki vēlas pārliecināties, vai procesa laikā tie nesabojā veselos asinsvadus. "Mēs ļoti vēlamies izārstēt cilvēku vēzi, bet nevēlamies, lai viņi mirst no sirds un asinsvadu slimībām no mūsu narkotikām," skaidroja Džaminets.
Viens no izaicinājumiem ir tas, ka nav laba in vitro šūnu kultūras modeļa asinsvadiem. Tātad, lai saprastu, kā darbojas asinsvadi, jums jāveic in vivo pētījumi ar dzīviem dzīvniekiem. "Un jūs ļoti labi nevarat redzēt šūnu iekšpusē," sacīja Džemins. Un tur nonāk kosmosa stacijas spēle - kad šāda veida šūnas audzē mikrogravitācijas stāvoklī, tās darbojas vairāk kā tās, kas atrodas reālos asinsvados uz zemes, teikts NASA projekta lapā.
Iepriekšējais darbs parādīja, ka endotēlija šūnas kosmosā neaug ļoti labi. Tātad, šajā eksperimentā tiks tālāk izpētīts, kā endotēlija šūnas aug mikrogravitācijas vidē, un tiks noteikts, kā šīs šūnas reaģē uz ārstēšanu.
"Mēs ārstēsim šīs šūnas kosmosā ar savām zālēm. Mēs varam redzēt, vai mikrogravitācijas reakcija uz šīm zālēm ir atšķirīga, nekā tā ir uz zemes," zvana laikā sacīja Džemins. "Un ja tā ir, tad tā būtu patiešām interesanta bioloģija."
Pielāgošanās lidojumam kosmosā
CRS-15 misijas ietvaros uz kosmosa staciju lidos 20 drosmīgu moustronautu apkalpe, lai palīdzētu pētniekiem labāk izprast smadzeņu un zarnu savienojumu. Pētnieki zina, ka baktēriju daudzums jūsu zarnās ietekmē jūsu vispārējo veselību. Tā kā misijas kļūst garākas un cilvēces uzplaukums nonāk kosmosā, ir svarīgi saprast, kā kosmosa lidojumi ietekmē cilvēka mikrobiomu.
Fred Turks un Martha Vitaterna, pētnieki no Ziemeļrietumu universitātes, ir galvenie pētnieki misijāRodent Research-7, kas izpētīs, kā kosmosa vide ietekmē mikroorganismu kopienu - dublētu mikrobiotu - peļu kuņģa-zarnu traktā.
"Grūti iedomāties, kā jūs varat satraukties par fekāliju paraugiem," telekonferences laikā jokoja Vitaterna. "Bet ticiet man, mēs patiešām esam sajūsmā par fekāliju paraugiem." Viņa turpināja izskaidrot, ka baktēriju pārbaude fekāliju paraugos ir labs veids, kā kartēt baktēriju veidus, kas atrodas pašā zarnā.
Šis ir līdz šim ilgākais grauzēju eksperiments kosmosa lidojumu laikā, ļaujot pētniekiem aplūkot, kādas ir ilgtermiņa izmaiņas, reaģējot uz kosmosa lidojumiem. Bet viņi ne tikai aplūko kuņģa-zarnu trakta mikrobiomu. Viņi apskatīs arī dažādas citas fizioloģiskās sistēmas, par kurām zināms, ka tās reaģē uz zarnu mikrobiomu vai ietekmē tās, piemēram, imūnsistēmu, metabolismu un diennakts ritmu, no kuriem pēdējais veicina miegu.
Pētnieki sacīja, ka viņi cer, ka šis pētījums sniegs pilnīgāku priekšstatu par to, kā šīs dažādās sistēmas mijiedarbojas un kā tās reaģē uz kosmosa vidi. [Kāpēc mēs sūtām dzīvniekus kosmosā?]
Nākotnes kosmosa ēdiens
Tā kā misijas kļūst garākas un mēs dodamies tālāk kosmosā, ekipāžām būs jāspēj pašiem izaudzēt pārtiku. Šādi rīkojoties, tiktu samazināts piegāde, kas viņiem būs jāsniedz, un tas arī labvēlīgi ietekmē veselību. Kosmosa stacijā pievienojot Veggie augu augšanas kameras, NASA ir veids, kā nodrošināt, lai apkalpēm būtu pieejama svaiga pārtika, kas līdz šim pārsvarā sastāvēja no salātiem.
Bet tas drīz var mainīties pēc tam, kad Marks Nessels no Floridas universitātes nosūtīs kosmosa aļģu sūtījumu uz riņķošanas priekšposteni.
Kāpēc aļģes? Papildus aļģēm, kas ir potenciāls pārtikas avots, tās ir noderīgas arī kā bioloģiskas izejvielas (tas nozīmē, ka augu var izmantot tādu materiālu kā plastmasas un papīra ražošanā), sacīja pētnieki.
Aļģes ir neticami efektīvi izmanto zemas intensitātes gaismas apstākļus fotosintēzei - lieliski piemērotas audzēšanai orbītā. Tomēr pastāv viena no galvenajām bažām: vairums aļģu sugu vislabāk aug šķidrumā, bet šķidrumi kosmosā neuzvedas tāpat kā Zeme.
Apstrīd, ka apkalpe mēģinās izaudzēt vairākus aļģu celmus elpojošos plastmasas maisiņos Veggie augu augšanas kamerās, kas jau atrodas kosmosa stacijā. Misijas beigās dzīvu aļģu paraugi tiks atgriezti uz Zemes, tāpēc komanda var izpētīt un noteikt, kuri gēni palīdz aļģēm vislabāk augt mikrogravitācijas apstākļos. Identificējot gēnus, kas saistīti ar straujāku augšanu, viņi cer beidzot inženierēt aļģes masveida ražošanai kosmosā. [Augi kosmosā: Gardening Astronauts fotoattēli]
Efektīvāka atkritumu apstrāde
Mikro-12 eksperimenta ietvaros Džons Hogans un citi NASA Ames pētījumu centra zinātnieki sūta partiju Šewanella baktērijas uz kosmosa staciju. Visuresošs visā ķermenī, Šewanella baktērijas nekaitē astronautiem; tie parasti ir sastopami tādās vietās kā gremošanas trakts, kā arī zobu virsmā.
Šie organismi var augt uz metāla elektrodiem un pārvērst organiskos atkritumus (piemēram, urīnu) elektroenerģijā. Hogans sacīja, ka pētījumi mikrobu kurināmā elementu tehnoloģijās, ieskaitot darbu viņa laboratorijā, izstrādā veidus, kā attīrīt notekūdeņus, vienlaikus nodrošinot arī elektrības pievadīšanu šim procesam.
Šis eksperiments ne tikai izpētīs, kā Šewanella veic mikrogravitācijas, bet arī analizēs, kā bioplēves - kādā formātā Šewanella pieaugs - reaģēs uz kosmosa vidi. Pateicoties īpašu kameru komplektam, pētniekiem būs pieejams bioplēves 3D skats un viņi varēs uzraudzīt visas izmaiņas.
Kāpēc NASA ir tik ieinteresēta šajos organismos? Mikrobu kurināmā elementi ir lielisks notekūdeņu attīrīšanas veids. Viņi var kompensēt enerģijas patēriņu, vienlaikus ražojot elektrību, apstrādājot atkritumus. Tā kā cilvēki sāk turpmākas ilgstošas misijas, viņiem būs nepieciešama augstāka pašpietiekamības pakāpe. Pētnieki sacīja, ka to var palīdzēt nodrošināt ar mikrobiem saistīti procesi.
