Proteinet TM4SF1 (grønt) produsert i høye mengder av endotelceller, som linjer kroppens blodkar. Et nytt romstasjonseksperiment undersøker veksten av endotelceller og deres reaksjon på et antitumormiddel.
(Bilde: © Angiex)
SpaceX retter seg mot 29. juni som oppskytningsdato for det neste oppdraget til levering av gods til den internasjonale romstasjonen. Kl. 05:41 EST (0941 GMT) vil et tidligere brukt Dragon-lasteskip løfte av fra Cape Canaveral Air Force Station, og ferge en fersk gruppe forskningsforsøk og forsyninger til baneposten.
Denne flyturen vil markere den 12. lanseringen i år for SpaceX og den 15. generelle gjenoppleveringsmisjonen for lasten. I en medietelkonferanse 11. juni ga NASA en forhåndsvisning av forskningsbelastningen som forventes å bli levert til stasjonen senere denne måneden.
"Forskningen som presenteres her i dag, representerer bare noen få av de hundrevis av eksperimenter som vil bli støttet av dette oppdragsmengdematerialet," sa David Brady, assistentprogramforsker for det internasjonale romstasjonsprogrammet ved NASAs Johnson Space Center, under telekonferansen. [Den internasjonale romstasjonen: Inside and Out (Infographic)]
Her er en titt på noen av de rare vitenskapene ombord på Dragon-romfartøyet, som inkluderer et nytt kreftbekjempende medikament, en undersøkelse av gnagere og en titt på hvordan alger og bakterier reagerer på romfartsmiljøet. (Pluss at de sender en vennlig flytende droid-ball.
Målretting av svulster
Paul Jaminet, en tidligere Harvard-astrofysiker, vendte gründer, og hans sjefforsker, Shou-Ching Jaminet, håper å teste hva som kan være et betydelig gjennombrudd når det gjelder behandling av kreft. Eksperimentet deres, kalt Angiex, utforsker hvordan endotelceller - som betyr celler som fører blodkarene i kroppen - ikke bare reagerer på mikrogravitet, men også på et nytt stoff som er målrettet mot tumor.
På bakken har terapien vist seg å være utrolig effektiv hos mus. Legemidlet retter seg ikke bare mot svulster, men også mot blodårene som støtter dem. Mye som friske celler i tilfeller av hjerteinfarkt eller hjerneslag, når blodårene som er koblet til en svulst dør, dør svulsten sammen med den.
Til tross for den påviste suksessen, er sikkerhet en av de største problemene med stoffet. Fordi det er rettet mot både svulster og blodårene som støtter dem, vil forskerne sørge for at de ikke skader sunne blodkar i prosessen. "Vi ønsker veldig å kurere folks kreft, men ønsker ikke at de skal dø av hjerte- og karsykdommer fra stoffet vårt," forklarte Jaminet.
En av utfordringene er at det ikke er noen god in vitro cellekulturmodell for blodkar. Så for å forstå hvordan blodkar fungerer, må du gjøre in vivo studier på levende dyr. "Og du kan ikke se inni cellene veldig bra," sa Jaminet. Og det er der romstasjonen spiller inn - når denne typen celle dyrkes i mikrogravitet, fungerer den mer som de i virkelige blodkar på bakken, ifølge NASA-prosjektsiden.
Tidligere arbeid har vist at endotelceller ikke vokser veldig godt i rommet. Så dette eksperimentet vil videre utforske hvordan endotelceller vokser i et mikrogravitasjonsmiljø og måle hvordan disse cellene reagerer på behandlingen.
"Vi vil behandle disse cellene i verdensrommet med stoffet vårt. Vi kan se om responsen på stoffet er annerledes i mikrogravitet enn det er på bakken," sa Jaminet under samtalen. "Og hvis det er det, ville det være veldig interessant biologi."
Tilpasning til romflukt
Som en del av CRS-15-oppdraget, vil et mannskap på 20 modige moustronauter fly til romstasjonen for å hjelpe forskere med å forstå hjerne-tarmsammenheng. Forskere vet at bestanden av bakterier i tarmen din har innvirkning på din generelle helse. Etter hvert som oppdrag blir lengre og menneskeheten drar lenger ut i verdensrommet, er det viktig at vi forstår hvordan romflukt påvirker menneskers mikrobiome.
Fred Turek og Martha Vitaterna, forskere fra Northwestern University, er de viktigste etterforskerne for theRodent Research-7-oppdraget, som vil utforske hvordan rommiljøet påvirker samfunnet av mikroorganismer - kalt mikrobiota - i mage-tarmkanalen.
"Det er vanskelig å forestille seg hvordan du kan bli begeistret for fekale prøver," fleipet Vitaterna under telefonkonferansen. "Men tro meg, vi er veldig spente på fekale prøver." Hun fortsatte med å forklare at det å undersøke bakterier i fekale prøver er en god måte å kartlegge hvilke typer bakterier som er i selve tarmen.
Dette er det lengste romfarteksperimentet for gnagere til nå, slik at forskere kan se på hva de langsiktige endringene er som svar på romfart. Men de ser ikke bare på mage-tarmkanalens mikrobiom. De vil også se på en rekke andre fysiologiske systemer som er kjent for å reagere på eller påvirke responsen fra tarmmikrobiomet - som immunsystemet, stoffskifte og døgnrytme, hvor det siste driver søvn.
Forskerne sa at de håper denne studien vil gi et mer omfattende bilde av hvordan disse forskjellige systemene samhandler og hvordan de reagerer på romfartsmiljøet. [Hvorfor sender vi dyr til verdensrommet?]
Fremtidig rommat
Etter hvert som oppdragene blir lengre, og vi drar lenger ut i verdensrommet, trenger mannskaper å kunne dyrke sin egen mat. Hvis du gjør det, vil det redusere forsyningene de måtte ha med, og det har også helsemessige fordeler. Med tilsetningen av Veggie-vekstkamrene på romstasjonen har NASA en måte å sikre at mannskapene har tilgang til fersk mat, som til nå har bestått hovedsakelig av salat.
Men det kan snart endre seg etter at Mark Settles fra University of Florida sender en forsendelse av Space Algae til den kretsende utposten.
Hvorfor alger? I tillegg til å være en potensiell matkilde, er alger også nyttige som et biobasert råstoff (noe som betyr at anlegget kan brukes til fremstilling av materialer som plast og papir), sa forskerne.
Alger er utrolig effektive til å bruke lysintensiteter med lav intensitet for fotosyntesen - perfekt for å vokse på bane. Det er imidlertid en stor bekymring: De fleste arter av alger vokser best i væske, men væsker oppfører seg ikke det samme i verdensrommet som på jorden.
Settles forklarte at mannskapet vil forsøke å dyrke flere stammer av alger i pustende, plastposer i Veggie-plantenes vekstkammer allerede om bord på romstasjonen. Levende algeprøver vil bli returnert til Jorden ved oppdragets slutt, slik at teamet kan studere og identifisere hvilke gener som hjelper alger med å vokse best i mikrogravitet. Ved å identifisere genene assosiert med raskere vekst, håper de på sikt å konstruere algene for masseproduksjon i verdensrommet. [Plants in Space: Photos by Gardening Astronauts]
Mer effektiv avfallsbehandling
Som en del av eksperimentet Micro-12 sender John Hogan og andre forskere ved NASAs Ames Research Center et parti med Shewanella bakterier til romstasjonen. Allestedsnærværende i hele kroppen, Shewanella bakterier utgjør ingen skade for astronautene; de finnes ofte på steder som fordøyelseskanalen så vel som på tennene.
Disse organismene kan vokse på metallelektroder og konvertere organisk avfall (for eksempel urin) til elektrisk kraft. Hogan sa at forskning innen mikrobielle brenselcelle-teknologier, inkludert arbeid i laboratoriet hans, utvikler måter å behandle avløpsvann på og samtidig lage strøm til å drive den prosessen.
Dette eksperimentet vil ikke bare utforske hvordan Shewanella utfører i mikrogravitet, men vil også analysere hvordan biofilmer - formatet der Shewanella vil vokse - reagerer på romfartsmiljøet. Takket være et sett med spesielle kameraer vil forskerne ha tilgang til 3D-visning av biofilmen og kan overvåke endringer.
Hvorfor er NASA så interessert i disse organismer? Mikrobielle brenselceller er en utmerket måte å behandle avløpsvann på. De kan oppveie strømbehov ved samtidig å produsere strøm mens du behandler avfall. Når mennesker tar fatt på fremtidige oppdrag med lang varighet, vil de trenge en høyere grad av selv bærekraft. Mikrobielle assistert prosesser kan bidra til å gi det, sa forskerne.
