Лекарство от рака, водоросли и мыши: что еще отправят на МКС в рамках будущей миссии?
Если не будет переносов, то 28 июня космический грузовик Dragon компании SpaceX отправится к МКС с новыми припасами для членов экипажа станции, новым оборудованием и новыми научными экспериментами. Для SpaceX этот запуск станет уже 12-м в этом году и 15-м в рамках грузовых миссий к Международной космической станции. Портал Space.com рассказал о самых интересных научных экспериментах, которые отправятся на МКС в этот раз.
«Это лишь малая часть из сотни других экспериментов, которые планируется отправить в рамках новой грузовой миссии», — цитирует Space.com слова Дэвида Брэди, являющегося помощником руководителя научных миссий на МКС из Космического центра им. Джонсона NASA.
Перспективное лекарство от рака
Белок TM4SF1 (выделен зеленым) производится в большом количестве эндотелиальными клетками, составляющими основу кровеносных сосудов. В новом эксперименте на борту МКС будет проводиться проверка роста эндотелиальных клеток и их реакция на новый противораковый препарат
Эксперимент носит название Angiex и его целью является проверка средства, обещающего большие перспективы в лечении рака. Ученые хотят понять, как в условиях микрогравитации ведут себя эндотелиальные клетки, составляющие внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов, а также то, как они отвечают на воздействие нового препарата, направленного на лечение злокачественных опухолей.
В наземных условиях средство показало свою эффективность в лабораторных экспериментах на мышах. Лекарство не только борется с тканями опухоли, но еще и разрушает кровеносные сосуды, питающие эти ткани. Исследователи объясняют, что эффект действия средства схож с тем, как поражаются клетки при инфаркте и инсульте. Если кровеносные сосуды, питающие опухоль, погибнут — погибнет и сама опухоль.
Несмотря на доказанную эффективность средства, ученые пока не уверены в безопасности самого лекарства. Поскольку оно поражает как сами раковые клетки, так и поддерживающие их кровеносные сосуды, создатели средства хотят убедиться в том, что их препарат не наносит никакого вреда здоровым кровеносным сосудам.
«Мы хотим вылечить людей от рака и не хотим, чтобы при этом они умерли от заболевания сердечно-сосудистой системы, вызванной нашим лекарством», — говорит Пол Джеймине, один из разработчиков препарата.
Одна из сложностей проверки эффективности препарата заключается в том, что у исследователей нет подходящих искусственно созданных клеточно-культурных моделей для кровеносных сосудов. Поэтому, чтобы понять, как функционируют эти сосуды, ученым приходится проводить испытания на живых существах.
«Заглянуть внутрь этих клеток и рассмотреть все, что нам нужно, мы тоже не можем. В таком случае нам может помочь среда на борту МКС. Когда эти клетки будут расти в условиях микрогравитации, то вести они себя будут примерно так же, как они это делают внутри настоящих кровеносных сосудов на земле», — говорится в заявлении NASA, опубликованном на странице данного проекта.
Предыдущие исследования показали, что эндотелиальные клетки не очень хорошо растут в космосе. Однако ученые хотят проследить за ростом клеток в условиях микрогравитации и их ответ на действие разработанного ими лекартства.
«Будет проводиться лечение этих клеток. Затем мы посмотрим, отличается ли результат лечения в условиях микрогравитации от результата наземных испытаний».
Адаптация к долгим космическим полетам
Астронавт NASA Скотт Келли работал с мышиной фермой на борту МКС в 2015 году. В рамках нового «мышиного эксперимента» будет вестись наблюдение за микробиомами грызунов
В рамках грузовой миссии CRS-15 на МКС отправится группа из 20 лабораторных мышей. С помощью них специалисты из Северо-Западного университета (США) хотят выяснить, как космические условия воздействуют на микробиоты желудочно-кишечного тракта грызунов.
Находящиеся в кишечнике бактерии каждого человека и животного способны оказывать воздействие на общее состояние здоровья. Поскольку космические миссии становятся все более и более продолжительными, а человечество уже думает над тем, как начать заселять дальний космос, было бы разумным понять, как космические перелеты воздействуют на человеческие микробиомы.
«Сложно представить человека, который будет рад покопаться в образцах фекалий», — шутит Марта Витатерна, микробиолог Северо-Западного университета.
«Но поверьте мне, мы одни из тех самых людей».
Специалист пояснила, что исследование бактерий в образцах фекалий грызунов позволит лучше работаться в том, какие именно бактерии полезны для кишечника и организма в целом. Кроме того, ученые хотят лучше разобраться в работе других физиологических систем в условиях микрогравитации, которые, как известно, способны реагировать на те или иные состояния микробиома кишечника. Речь идет, например, об иммунной системе, метаболизме, сердечно-сосудистой системе, а также процессах, влияющих на нашу гигиену сна.
Будущее космической еды
Астронавты NASA Скотт Келли (справа) и Челл Линдгрен (в центре) с японским астронавтом Кимия Юи пробуют листья свежевыращенного в рамках космического эксперимента Veggie красного салата
Как уже отмечалось выше, космические миссии становятся все продолжительней, а в будущем мы планируем отправиться на другие планеты и в перспективе там заселиться. До того, как приступить к таким долгим полетам нам, помимо очевидных проблем, вроде космической радиации, необходимо разобраться с вопросами питания.Можно, конечно, взять еду с собой, но в идеале — лучше уметь выращивать ее на месте.
Эксперименты по выращиванию свежих овощей на борту МКС велись уже неоднократно, а в настоящий момент на орбитальной станции находится портативный парник, позволяющий выращивать свежий салат. Однако в рамках будущей грузовой миссии на станцию привезут еще и водоросли.
Почему водоросли? Ученые говорят, что водоросли могут стать потенциальным источником пищи. Кроме того, их можно рассматривать в качестве сырья на биооснове, то есть их можно использовать в производстве различных материалов, таких как пластик и бумага.
Водоросли способны показывать рост даже при очень низком уровне освещения, необходимого для фотосинтеза. Другими словами, они отлично подходят для выращивания на орбите. Есть у них и один недостаток: большинство видов водорослей лучше всего растут в воде. Однако жидкости в космосе ведут себя совсем не так, как они ведут себя на Земле.
Ученые объясняют, что экипаж МКС попробует вырастить несколько видов водорослей внутри «дышащих» пластиковых пакетов, установив их в портативный парник Veggie, находящийся на станции. После этого живые образцы водорослей планируется вернуть обратно на Землю, где их исследованием займутся биологи, которые постараются определить, какие гены лучше всего будут способствовать росту этой культуры в условиях микрогравитации. Поняв, какие гены отвечают за более быстрый рост водорослей, ученые надеются создать специальный вид, которые можно будет массово производить в космосе.
Более эффективная переработка отходов
На МКС также отправятся бактерии Shewanella. Чаще всего данный вид бактерий встречается на дне моря, но также может быть обнаружен и в почве. Больше всего интерес эти бактерии представляют в том, что они могут произрастать на металлических поверхностях и перерабатывать органические отходы (например, мочу) в электроэнергию.
В настоящий момент ведутся работы по использованию Shewanella в биозащите металлических поверхностей от коррозии. Также проводятся исследования использования этих бактерий в области технологий производства микробных фильтрационных топливных элементов.
Эксперимент на МКС будет направлен на понимание того, как эти бактерии и биопленка (материал на базе которого будут выращиваться бактерии) будут вести себя в условиях микрогравитации. Благодаря наличию доступа к трехмерному изображению биопленки, которая будет находиться на МКС, исследователи смогут проводить постоянный мониторинг и отмечать любые изменения.
Почему ученые так заинтересованы в этих микроорганизмах? Фильтры на основе микробных топливных ячеек однажды могут стать отличным средством для обработки сточных вод. Благодаря возможности производить электроэнергию, они смогут компенсировать ее затраты при отчистке воды, производя энергию в рамках этого процесса. Так как продолжительность космических миссий растет, нам необходимо увеличивать и степень самообеспеченности в их рамках. По мнению исследователей, микробиологические процессы могут нам помочь в решении этой задачи