Proteinet TM4SF1 (grønt) produceret i høje mængder af endotelceller, der linjer kroppens blodkar. Et nyt eksperiment i rumstationen undersøger væksten af endotelceller og deres reaktion på et antitumorlægemiddel.
(Billede: © Angiex)
SpaceX er målrettet den 29. juni som lanceringsdatoen for sin næste fragtforsendelsesmission til Den Internationale Rumstation. Kl. 05:41 EST (0941 GMT) løfter et tidligere brugt Dragon-lasteskib fra Cape Canaveral Air Force Station og færger en frisk batch med forskningseksperimenter og forsyninger til orbitalposten.
Denne flyvning markerer den 12. lancering i år for SpaceX og dens 15. samlede fragtforsendelsesmission. I en medietelekonference den 11. juni gav NASA en forhåndsvisning af forskningsbelastningen, der forventes leveret til stationen senere i denne måned.
"Den forskning, der præsenteres her i dag, repræsenterer kun et par af de hundreder af eksperimenter, der vil blive understøttet af denne fragtforsyningsmission," sagde David Brady, assistentprogramvidenskabsmand for International Space Station Program ved NASAs Johnson Space Center, under telekonferencen. [Den internationale rumstation: Inside and Out (Infographic)]
Her er et kig på nogle af de underlige videnskaber ombord på Dragon-rumfartøjet, der inkluderer et nyt kræftbekæmpende stof, en gnagerundersøgelse og et kig på, hvordan alger og bakterier reagerer på rummiljøet. (Plus, de sender en venlig flydende Droid-bold.
Målretning af tumorer
Paul Jaminet, en tidligere Harvard-astrofysiker vendte iværksætter, og hans chefforsker, Shou-Ching Jaminet, håber at teste, hvad der kan være et betydeligt gennembrud, når det gælder behandling af kræft. Deres eksperiment, kaldet Angiex, udforsker, hvordan endotelceller - hvilket betyder celler, der linjer blodkarene i kroppen - ikke kun reagerer på mikrogravitet, men også på et nyt lægemiddel mod tumormålretning.
På jorden har terapien vist sig at være utroligt effektiv hos mus. Lægemidlet er ikke kun målrettet mod tumorer, men også mod blodkarene, der understøtter dem. Meget ligesom raske celler i tilfælde af hjerteanfald eller slagtilfælde, når de blodkar, der er forbundet til en tumor, dør, tumoren dør sammen med det.
På trods af sin beviste succes er sikkerhed en af de største bekymringer for stoffet. Fordi det er målrettet både tumorer og blodkar, der støtter dem, vil forskerne sikre sig, at de ikke beskadiger sunde blodkar i processen. "Vi vil meget helbrede folks kræft, men ønsker ikke, at de skal dø ved hjerte-kar-sygdom fra vores stof," forklarede Jaminet.
En af udfordringerne er, at der ikke er nogen god in vitro-cellekulturmodel for blodkar. Så for at forstå, hvordan blodkar fungerer, skal du foretage in vivo-undersøgelser af levende dyr. ”Og du kan ikke se meget godt inde i cellerne,” sagde Jaminet. Og det er her rumstationen kommer i spil - når denne type celle dyrkes i mikrogravitet, fungerer den mere som dem i ægte blodkar på jorden, ifølge NASA-projektsiden.
Tidligere arbejde har vist, at endotelceller ikke vokser særlig godt i rummet. Så dette eksperiment vil yderligere undersøge, hvordan endotelceller vokser i et mikrogravitationsmiljø og måle, hvordan disse celler reagerer på behandlingen.
"Vi vil behandle disse celler i rummet med vores lægemiddel. Vi kan se, om reaktionen på stoffet er anderledes i mikrogravitet end det er på jorden," sagde Jaminet under opkaldet. "Og hvis det er tilfældet, ville det være virkelig interessant biologi."
Tilpasning til rumflugt
Som en del af CRS-15-missionen vil et besætning på 20 modige moustronauter flyve til rumstationen for at hjælpe forskere med bedre at forstå forbindelsen mellem hjernen og tarmen. Forskere ved, at populationen af bakterier i din tarm har indflydelse på dit generelle helbred. Efterhånden som missionerne bliver længere, og menneskeheden tager længere ud i rummet, er det vigtigt, at vi forstår, hvordan rumflyvning påvirker menneskers mikrobiome.
Fred Turek og Martha Vitaterna, forskere fra Northwestern University, er de vigtigste efterforskere for Rodent Research-7-missionen, som vil undersøge, hvordan rummiljøet påvirker samfundet af mikroorganismer - kaldet mikrobiota - i musenes mave-tarmkanal.
"Det er svært at forestille sig, hvordan du kan blive begejstret for fækale prøver," spøgte Vitaterna under telekonferencen. "Men tro mig, vi er virkelig begejstrede for fækale prøver." Hun fortsatte med at forklare, at undersøgelse af bakterier i fækale prøver er en god måde at kortlægge de typer bakterier, der er i selve tarmen.
Dette er det længste rumflugteksperiment for gnavere til dato, hvilket giver forskere mulighed for at se på, hvad de langsigtede ændringer er som svar på rumfart. Men de ser ikke kun på mave-tarmkanalens mikrobiome. De vil også se på en række andre fysiologiske systemer, der er kendt for at reagere på eller påvirke tarmen af tarmmikrobiomet - som immunsystemet, stofskifte og døgnrytme, hvoraf sidstnævnte driver søvn.
Forskerne sagde, at de håber, at denne undersøgelse vil give et mere omfattende billede af, hvordan disse forskellige systemer interagerer, og hvordan de reagerer på rummiljøet. [Hvorfor sender vi dyr til rummet?]
Fremtidig plads mad
Efterhånden som missionerne bliver længere, og vi tager længere ud i rummet, bliver besætningerne nødt til at være i stand til at dyrke deres egen mad. Hvis du gør det, ville det reducere de forsyninger, de skulle have med, og det har også sundhedsmæssige fordele. Med tilføjelsen af Veggie-plantevækstkamrene på rumstationen har NASA en måde at sikre, at besætningerne har adgang til friske fødevarer, som hidtil hovedsageligt har bestået af salat.
Men det kan snart ændre sig, efter at Mark Settles fra University of Florida sender en forsendelse af Space Algae til den kredsende forpost.
Hvorfor alger? Ud over at være en potentiel fødekilde er alger også nyttige som et biobaseret råmateriale (hvilket betyder, at planten kan bruges til fremstilling af materialer som plast og papir), sagde forskerne.
Alger er utroligt effektive til at bruge lysintensiteter med lav intensitet til fotosyntesen - perfekt til at vokse på bane. Der er dog en stor bekymring: De fleste arter af alger vokser bedst i væske, men væsker opfører sig ikke det samme i rummet, som de gør på Jorden.
Settles forklarede, at besætningen vil forsøge at dyrke adskillige stammer af alger i åndbare plastposer i Veggie-plantens vækstkamre, der allerede er ombord på rumstationen. Levende alge-prøver vil blive returneret til Jorden ved afslutningen af missionen, så teamet kan studere og identificere, hvilke gener der hjælper alger med at vokse bedst i mikrogravitet. Ved at identificere generne, der er forbundet med hurtigere vækst, håber de på sigt at konstruere algerne til masseproduktion i rummet. [Planter i rummet: Fotos af havearbejde-astronauter]
Mere effektiv affaldsbehandling
Som en del af Micro-12-eksperimentet sender John Hogan og andre forskere ved NASAs Ames Research Center et parti af Shewanella bakterier til rumstationen. Ubiquitous i hele kroppen, Shewanella bakterier udgør ingen skade for astronauterne; de findes ofte på steder som fordøjelseskanalen såvel som på overfladen af dine tænder.
Disse organismer kan vokse på metalelektroder og omdanne organisk affald (såsom urin) til elektrisk kraft. Hogan sagde, at forskning i mikrobielle brændselscelle-teknologier, herunder arbejde i hans laboratorium, udvikler måder til at behandle spildevand, mens han også producerer elektricitet til at drive den proces.
Dette eksperiment vil ikke kun undersøge hvordan Shewanella udfører i mikrogravitet, men vil også analysere, hvordan biofilm - det format, hvori Shewanella vil vokse - reagerer på rummiljøet. Takket være et sæt specielle kameraer har forskerne adgang til en 3D-visning af biofilmen og kan overvåge eventuelle ændringer.
Hvorfor er NASA så interesseret i disse organismer? Mikrobielle brændselsceller er en fremragende måde at behandle spildevand på. De kan opveje strømbehovet ved samtidig at producere elektricitet under behandling af affald. Når mennesker går i gang med fremtidige missioner med lang varighed, har de brug for en højere grad af selvbæredygtighed. Mikrobielle assisterede processer kan hjælpe med at give det, sagde forskerne.
