La proteina TM4SF1 (verde) prodotta in grandi quantità dalle cellule endoteliali, che rivestono i vasi sanguigni del corpo. Un nuovo esperimento della stazione spaziale indaga la crescita delle cellule endoteliali e la loro reazione a un farmaco antitumorale.
(Immagine: © Angiex)
SpaceX punta al 29 giugno come data di lancio per la sua prossima missione di rifornimento di merci alla Stazione Spaziale Internazionale. Alle 5:41 EST (0941 GMT), una nave cargo Dragon precedentemente usata decollerà dalla stazione dell'aeronautica di Cape Canaveral, trasportando una nuova serie di esperimenti di ricerca e rifornimenti all'avamposto orbitale.
Questo volo segnerà il 12 ° lancio quest'anno per SpaceX e la sua 15a missione generale di rifornimento di merci. In una teleconferenza mediatica dell'11 giugno, la NASA ha fornito un'anteprima dei payload di ricerca che dovrebbero essere consegnati alla stazione entro la fine del mese.
"La ricerca presentata qui oggi rappresenta solo alcune delle centinaia di esperimenti che saranno supportati da questa missione di rifornimento del carico", ha detto David Brady, assistente scienziato del programma dell'International Space Station presso il Johnson Space Center della NASA, durante la teleconferenza. [La stazione spaziale internazionale: dentro e fuori (infografica)]
Ecco uno sguardo alla strana scienza a bordo della navicella spaziale Dragon, che include un nuovo farmaco antitumorale, un'indagine di ricerca sui roditori e uno sguardo a come alghe e batteri reagiscono all'ambiente spaziale. (Inoltre, stanno inviando una palla da droide galleggiante amichevole.
Targeting per tumori
Paul Jaminet, ex astrofisico di Harvard diventato imprenditore, e il suo capo scienziato, Shou-Ching Jaminet, sperano di testare quello che potrebbe essere un importante passo avanti quando si tratta di curare il cancro. Il loro esperimento, soprannominato Angiex, esplora come le cellule endoteliali - ovvero le cellule che rivestono i vasi sanguigni nel corpo - rispondano non solo alla microgravità ma anche a un nuovo farmaco mirato al tumore.
Sul campo, la terapia ha dimostrato di essere incredibilmente efficace nei topi. Il farmaco non colpisce solo i tumori ma anche i vasi sanguigni che li supportano. Proprio come le cellule sane in caso di infarto o ictus, quando i vasi sanguigni collegati a un tumore muoiono, il tumore muore insieme ad esso.
Nonostante il suo comprovato successo, una delle maggiori preoccupazioni per il farmaco è la sicurezza. Poiché colpisce sia i tumori che i vasi sanguigni che li supportano, i ricercatori vogliono assicurarsi che non danneggino i vasi sanguigni sani nel processo. "Vogliamo molto curare il cancro delle persone, ma non vogliamo che muoiano per malattie cardiovascolari a causa del nostro farmaco", ha spiegato Jaminet.
Una delle sfide è che non esiste un buon modello di coltura cellulare in vitro per i vasi sanguigni. Quindi, per capire come funzionano i vasi sanguigni, devi fare studi in vivo su animali vivi. "E non puoi vedere molto bene dentro le cellule", ha detto Jaminet. Ed è qui che entra in gioco la stazione spaziale - quando questo tipo di cellula viene coltivata in microgravità, si comporta più come quella dei vasi sanguigni reali sul terreno, secondo la pagina del progetto della NASA.
Precedenti lavori hanno dimostrato che le cellule endoteliali non crescono molto bene nello spazio. Quindi, questo esperimento esplorerà ulteriormente come le cellule endoteliali crescono in un ambiente di microgravità e misurerà il modo in cui tali cellule rispondono al trattamento.
"Tratteremo queste cellule nello spazio con il nostro farmaco. Possiamo vedere se la risposta al farmaco è diversa nella microgravità rispetto a quella sul terreno", ha detto Jaminet durante la chiamata. "E se lo è, sarebbe una biologia davvero interessante."
Adattarsi al volo spaziale
Come parte della missione CRS-15, un equipaggio di 20 coraggiosi moustronauti volerà alla stazione spaziale per aiutare i ricercatori a comprendere meglio la connessione cervello-intestino. I ricercatori sanno che la popolazione di batteri nell'intestino ha un impatto sulla salute generale. Man mano che le missioni si allungano e l'umanità si avventura più lontano nello spazio, è essenziale comprendere come il volo spaziale influisce sul microbioma umano.
Fred Turek e Martha Vitaterna, ricercatori della Northwestern University, sono i principali investigatori della missione Rodent Research-7, che esplorerà come l'ambiente spaziale influisce sulla comunità di microrganismi - soprannominata microbiota - nel tratto gastrointestinale dei topi.
"È difficile immaginare come potersi eccitare per i campioni di feci", ha scherzato Vitaterna durante la teleconferenza. "Ma credimi, siamo davvero entusiasti dei campioni fecali." Ha continuato spiegando che l'esame dei batteri nei campioni fecali è un buon modo per mappare i tipi di batteri che si trovano nell'intestino stesso.
Questo è l'esperimento di volo spaziale più lungo fino ad oggi per i roditori, che consente ai ricercatori di vedere quali sono i cambiamenti a lungo termine in risposta al volo spaziale. Ma non stanno solo guardando il microbioma del tratto gastrointestinale. Esamineranno anche una varietà di altri sistemi fisiologici noti per rispondere o influenzare la risposta del microbioma intestinale, come il sistema immunitario, il metabolismo e il ritmo circadiano, l'ultimo dei quali determina il sonno.
I ricercatori hanno affermato di sperare che questo studio fornisca un quadro più completo di come questi diversi sistemi interagiscono e di come rispondono all'ambiente spaziale. [Perché mandiamo animali nello spazio?]
Spazio alimentare futuro
Man mano che le missioni si allungano e ci avventuriamo più lontano nello spazio, gli equipaggi dovranno essere in grado di coltivare il proprio cibo. Ciò ridurrebbe le forniture che dovrebbero portare e ha anche benefici per la salute. Con l'aggiunta delle camere di crescita delle piante Veggie sulla stazione spaziale, la NASA ha un modo per garantire che gli equipaggi abbiano accesso a cibi freschi, che finora sono stati prevalentemente di lattuga.
Ma ciò potrebbe presto cambiare dopo che Mark Settles dell'Università della Florida ha inviato una spedizione di Space Alga all'avamposto in orbita.
Perché alghe Oltre ad essere una potenziale fonte di cibo, le alghe sono utili anche come materia prima biobased (il che significa che la pianta può essere utilizzata nella produzione di materiali come plastica e carta), hanno detto i ricercatori.
Le alghe sono incredibilmente efficienti nell'uso di condizioni di luce a bassa intensità per la fotosintesi, perfette per la crescita in orbita. C'è una grande preoccupazione, tuttavia: la maggior parte delle specie di alghe crescono meglio nel liquido, ma i liquidi non si comportano allo stesso modo nello spazio come fanno sulla Terra.
Settles ha spiegato che l'equipaggio tenterà di far crescere diversi ceppi di alghe in sacchetti di plastica traspiranti all'interno delle camere di crescita delle piante vegetali già a bordo della stazione spaziale. I campioni di alghe vive saranno restituiti sulla Terra alla fine della missione, quindi il team può studiare e identificare quali geni aiutano le alghe a crescere meglio nella microgravità. Identificando i geni associati a una crescita più rapida, sperano di progettare le alghe per la produzione di massa nello spazio. [Plants in Space: Photos by Gardening Astronauts]
Trattamento dei rifiuti più efficace
Nell'ambito dell'esperimento Micro-12, John Hogan e altri scienziati dell'Ames Research Center della NASA stanno inviando un lotto di Shewanella batteri alla stazione spaziale. Ubiquo in tutto il corpo, Shewanella i batteri non recano danno agli astronauti; si trovano comunemente in luoghi come il tratto digestivo e sulla superficie dei denti.
Questi organismi possono crescere su elettrodi metallici e convertire i rifiuti organici (come l'urina) in energia elettrica. Hogan ha affermato che la ricerca sulle tecnologie microbiche delle celle a combustibile, incluso il lavoro nel suo laboratorio, sta sviluppando modi per trattare le acque reflue e allo stesso tempo produrre elettricità per alimentare tale processo.
Questo esperimento non solo esplorerà come Shewanella si esibisce in microgravità, ma analizzerà anche come i biofilm - il formato in cui Shewanella crescerà - reagirà all'ambiente spaziale. Grazie a una serie di telecamere speciali, i ricercatori avranno accesso a una vista 3D del biofilm e potranno monitorare eventuali modifiche.
Perché la NASA è così interessata a questi organismi? Le celle a combustibile microbiche sono un modo eccellente per trattare le acque reflue. Possono compensare i fabbisogni energetici producendo contemporaneamente elettricità durante l'elaborazione dei rifiuti. Man mano che gli umani intraprenderanno future missioni di lunga durata, avranno bisogno di un più alto grado di auto-sostenibilità. I processi a supporto microbico possono aiutare a fornire ciò, i ricercatori hanno detto.
