Белок TM4SF1 (зеленый) вырабатывается в больших количествах эндотелиальными клетками, которые выстилают кровеносные сосуды организма. Новый эксперимент на космической станции исследует рост эндотелиальных клеток и их реакцию на противоопухолевый препарат.
(Изображение: © Angiex)
SpaceX планирует 29 июня в качестве даты запуска своей следующей миссии по доставке грузов на Международную космическую станцию. В 5:41 утра по восточному поясному времени (09:41 по Гринвичу) ранее использовавшийся грузовой корабль «Дракон» вылетит со станции ВВС на мысе Канаверал, доставив новую партию исследовательских экспериментов и припасов на орбитальную заставу.
Этот рейс станет 12-м по счету запуском в этом году SpaceX и 15-й миссией по пополнению грузов. В ходе телеконференции в СМИ, проведенной 11 июня, НАСА предоставило предварительный обзор полезных данных исследований, которые, как ожидается, будут доставлены на станцию в конце этого месяца.
«Исследование, представленное здесь сегодня, представляет собой лишь некоторые из сотен экспериментов, которые будут поддержаны этой миссией по пополнению грузов», - заявил во время телеконференции помощник ученого по программе Международной космической станции в Космическом центре им. Джонсона НАСА Дэвид Брэйди. [Международная космическая станция: внутри и снаружи (инфографика)]
Вот взгляд на некоторые странные науки о космическом корабле «Дракон», который включает в себя новое лекарство от рака, исследование грызунов и взгляд на реакцию водорослей и бактерий на космическую среду. (Кроме того, они посылают дружественный плавающий шар дроида.
Таргетирование опухолей
Пол Жамине, бывший астрофизик Гарварда, ставший предпринимателем, и его главный ученый Шоу-Чинг Жамине надеются проверить, что может стать значительным прорывом в лечении рака. Их эксперимент, получивший название Angiex, исследует, как эндотелиальные клетки, то есть клетки, которые выстилают кровеносные сосуды в организме, реагируют не только на микрогравитацию, но и на новое лекарственное средство, нацеленное на опухоль.
На местах терапия оказалась невероятно эффективной у мышей. Препарат направлен не только на опухоли, но и на кровеносные сосуды, которые их поддерживают. Так же, как здоровые клетки в случаях сердечного приступа или инсульта, когда кровеносные сосуды, связанные с опухолью, умирают, опухоль умирает вместе с ней.
Несмотря на доказанный успех, одной из самых больших проблем с препаратом является безопасность. Поскольку он направлен как на опухоли, так и на поддерживающие их кровеносные сосуды, исследователи хотят убедиться, что они не повредят здоровые кровеносные сосуды в процессе. «Мы очень хотим вылечить рак людей, но не хотим, чтобы они умирали от сердечно-сосудистых заболеваний от нашего лекарства», - пояснил Жаминет.
Одна из проблем заключается в том, что не существует хорошей модели клеточной культуры in vitro для кровеносных сосудов. Итак, чтобы понять, как функционируют кровеносные сосуды, вам нужно провести исследования in vivo на живых животных. «И вы не можете видеть внутри камеры очень хорошо», сказал Жаминет. И именно здесь космическая станция вступает в игру - когда этот тип клеток растет в условиях микрогравитации, он больше похож на клетки настоящих кровеносных сосудов на земле, согласно странице проекта НАСА.
Предыдущая работа показала, что эндотелиальные клетки не очень хорошо растут в космосе. Таким образом, этот эксперимент будет дополнительно исследовать, как эндотелиальные клетки растут в условиях микрогравитации, и измерить, как эти клетки реагируют на лечение.
«Мы будем обрабатывать эти клетки в космосе нашим препаратом. Мы можем увидеть, отличается ли реакция на препарат от микрогравитации по сравнению с земной», - сказал Жамин в ходе разговора. «А если это так, то это будет действительно интересная биология».
Адаптация к космическому полету
В рамках миссии CRS-15 экипаж из 20 отважных мускронавтов вылетит на космическую станцию, чтобы помочь исследователям лучше понять связь между кишечником и мозгом. Исследователи знают, что популяция бактерий в вашем кишечнике влияет на ваше общее состояние здоровья. По мере того как миссии становятся длиннее и человечество отправляется дальше в космос, очень важно понять, как космический полет влияет на микробиом человека.
Фред Турек и Марта Витатерна, исследователи из Северо-Западного университета, являются главными исследователями миссии «Родент Исследования-7», которая будет исследовать, как космическая среда влияет на сообщество микроорганизмов - микробиота, называемую в желудочно-кишечном тракте мышей.
«Трудно представить, как вы можете быть в восторге от фекалий», - пошутил Витатерна во время телеконференции. «Но поверьте мне, мы очень рады пробам фекалий». Далее она объяснила, что исследование бактерий в пробах фекалий - хороший способ картировать типы бактерий, которые находятся в самой кишке.
На сегодняшний день это самый продолжительный эксперимент в области космических полетов для грызунов, позволяющий исследователям посмотреть, каковы долгосрочные изменения в результате космического полета. Но они не просто смотрят на микробиом желудочно-кишечного тракта. Они также будут изучать различные другие физиологические системы, которые, как известно, реагируют или влияют на реакцию кишечного микробиома - такие как иммунная система, обмен веществ и циркадный ритм, последний из которых вызывает сон.
Исследователи сказали, что они надеются, что это исследование предоставит более полную картину того, как эти различные системы взаимодействуют и как они реагируют на космическую среду. [Почему мы отправляем животных в космос?]
Будущая космическая еда
По мере того как миссии становятся длиннее, и мы отправляемся дальше в космос, экипажи должны будут иметь возможность выращивать свою еду. Это приведет к сокращению поставок, которые они должны будут принести, и это также принесет пользу для здоровья. С добавлением камер для выращивания растений Вегги на космической станции НАСА получила способ обеспечить доступ экипажей к свежим продуктам, которые до сих пор состояли преимущественно из салата.
Но это может скоро измениться после того, как Марк Сэттлс из Университета Флориды отправит партию Космических Водорослей на орбитальную заставу.
Почему водоросли? Исследователи утверждают, что помимо того, что они являются потенциальным источником пищи, водоросли также могут быть использованы в качестве сырья на биологической основе (это означает, что растение можно использовать при производстве таких материалов, как пластик и бумага).
Водоросли невероятно эффективны при использовании условий низкой интенсивности освещения для фотосинтеза - идеально подходят для выращивания на орбите. Однако есть одна серьезная проблема: большинство видов водорослей лучше всего растут в жидкости, но жидкости не ведут себя в космосе так же, как на Земле.
Поселенцы объяснили, что команда попытается вырастить несколько штаммов водорослей в воздухопроницаемых пластиковых пакетах в камерах для выращивания растений Вегги, уже находящихся на борту космической станции. Живые образцы водорослей будут возвращены на Землю в конце миссии, поэтому команда может изучить и определить, какие гены помогают водорослям расти лучше всего в условиях микрогравитации. Выявив гены, связанные с более быстрым ростом, они надеются в конечном итоге создать водоросли для массового производства в космосе. [Растения в космосе: фотографии садоводов-космонавтов]
Более эффективная обработка отходов
В рамках эксперимента «Микро-12» Джон Хоган и другие ученые из Исследовательского центра Эймса НАСА посылают партию Shewanella бактерии на космическую станцию. Вездесущий по всему телу, Shewanella бактерии не наносят вреда космонавтам; они обычно находятся в таких местах, как пищеварительный тракт, а также на поверхности ваших зубов.
Эти организмы могут расти на металлических электродах и преобразовывать органические отходы (такие как моча) в электроэнергию. Хоган сказал, что исследования в области микробных технологий топливных элементов, включая работу в его лаборатории, разрабатывают способы очистки сточных вод, а также вырабатывают электричество для обеспечения этого процесса.
Этот эксперимент не только исследует, как Shewanella выполняет в условиях микрогравитации, но также будет анализировать, как биопленки - формат, в котором Shewanella будет расти - реагировать на космическую среду. Благодаря набору специальных камер исследователи получат доступ к трехмерному изображению биопленки и смогут отслеживать любые изменения.
Почему НАСА так заинтересовано этими организмами? Микробные топливные элементы являются отличным способом очистки сточных вод. Они могут компенсировать потребность в электроэнергии, одновременно вырабатывая электроэнергию при переработке отходов Поскольку люди приступают к будущим долгосрочным миссиям, им потребуется более высокая степень самообеспечения. Исследователи считают, что микробные процессы могут помочь в этом.
