SpaceX Ax-2: prywatna misja, która wyhoduje komórki macierzyste w kosmosie
Lekarstwa na raka i najcięższe choroby mózgu i serca poszukiwane będą podczas najbliższej misji na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Naukowcy wyślą w kosmos, na pokładzie rakiety SpaceX, komórki macierzyste. W stanie mikrograwitacji ich hodowla może być dużo łatwiejsza niż na Ziemi.
Axiom Mission 2 (Ax-2) to druga prywatna misja astronautów w Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), która rozpocznie się 21 maja 2023 roku. Głównym operatorem misji jest firma Axiom Space, a czterech astronautów na orbitę wyniesie Crew Dragon firmy SpaceX.
Podczas pobytu w kosmosie naukowcy będą prowadzić różnorodne badania, testować nowe technologie i promować naukę, technikę, inżynierię, sztukę i matematykę.
Inkubator do ludzkich komórek na ISS
Jednym z najciekawszych eksperymentów, które załoga Ax-2 przeprowadzi na ISS, będzie hodowla komórek macierzystych w warunkach mikrograwitacji. Komórki macierzyste to niezróżnicowane komórki zdolne do przekształcania się w różne typy komórek organizmu. Mają one ogromny potencjał w medycynie regeneracyjnej, ponieważ mogą być wykorzystane do naprawy uszkodzonych tkanek lub narządów. Jednak hodowla komórek macierzystych na Ziemi jest trudna i kosztowna, ponieważ wymaga specjalnych warunków i czynników wzrostu.
Dlatego naukowcy z firmy Axiom Space postanowili sprawdzić, czy mikrograwitacja może wpłynąć korzystnie na rozwój komórek macierzystych. W tym celu wykorzystają specjalny inkubator zaprojektowany przez firmę Space Tango, który umożliwi kontrolę temperatury, wilgotności i poziomu tlenu wewnątrz komory hodowlanej. Inkubator będzie również wyposażony w kamerę i czujniki, które będą przesyłać dane do laboratorium na Ziemi.
Celem eksperymentu jest wyhodowanie ludzkich komórek macierzystych oraz porównanie ich z komórkami hodowanymi na Ziemi pod względem jakości i ilości. Jeśli okaże się, że mikrograwitacja sprzyja rozwojowi komórek macierzystych, może to otworzyć nowe możliwości dla medycyny regeneracyjnej i leczenia wielu chorób.
Po co wysyłać komórki macierzyste w kosmos?
Uwaga, trudne do wymówienia słowa. Bez tego jednak nie zaczniemy naszej przygody z przyszłością medycyny. Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC), rodzaj komórek macierzystych, które mogą rozwinąć się w trzy podstawowe grupy komórek tworzących ludzkie ciało. Hodowanie tych komórek w przestrzeni kosmicznej powinno pozwolić naukowcom określić, czy mikrograwitacja ma jakikolwiek wpływ na sposób, w jaki iPSC rozwijają się w inne typy komórek, takie jak komórki mózgu i serca.
iPSC to niesamowity typ komórki, który został przeprogramowany z dorosłej komórki, aby powrócić do stanu zwanego pluripotencją. W tym stanie komórka może zostać przekształcona w prawie każdy typ komórek występujący w ludzkim ciele. To sprawia, że iPSC są ważne w tworzeniu specjalnie dostosowanych terapii. To szansa na lekarstwo na niemal wszystkie choroby, w tym te najpoważniejsze. Komórki iPSC są podobne do naturalnych komórek macierzystych (na przykład komórek zarodkowych).
Wytwarzanie iPSC na Ziemi jest jednak trudne, częściowo ze względu na efekty grawitacyjne planety, które mogą ograniczać ekspansję i wzrost tych komórek. Grawitacja nieustannie przyciąga te pluripotencjalne komórki macierzyste w kierunku Ziemi, wywierając na nie presję i dostarczając bodźca do rozpoczęcia przekształcania się w inne typy komórek. W środowiskach o niskiej grawitacji, takich jak ISS, która krąży wokół Ziemi na wysokości około 408 km, bariera ta mogłaby zostać usunięta.
Głównym wyzwaniem w stosowaniu iPSC w terapiach u ludzi jest potrzeba posiadania naprawdę wielu komórek w bardzo wysokiej jakości. Uważamy, że mikrograwitacja może być w stanie przezwyciężyć niektóre z problemów, jakie mamy z ich tworzeniem na Ziemi. Chcemy móc produkować je masowo w miliardach, abyśmy mogli wykorzystywać je do odkrywania nowych leków, które mogą np. poprawić pracę serca
- mówi kierownik badań i biolog komórkowy Arun Sharma, z Instytutu Medycyny Regeneracyjnej Cedars-Sinai.
Ludzkie komórki macierzyste to nie jedyny eksperyment misji Ax-2 na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. W kosmos zostaną wysłane też bioinżynieryjne konstrukty tkanki wątroby i nerek, aby ocenić wpływ mikrograwitacji na unaczynienie grubych tkanek. W ten sposób badane będą tkanki, które mogą służyć jako pomost do przeszczepów u pacjentów oczekujących na narządy od dawców.
Z kolei w ramach programu Modeling Tumor Organoids, poszukiwane będą narzędzia do wykrywania i leczenia stanów przedrakowych, raka i wielu innych chorób na Ziemi. Badane będą też nanoleki, czyli nanorurki, które można wykorzystać do dostarczania terapeutycznego mRNA do naprawy chrząstki w stawach.
Axiom Mission 2
Czteroosobowa załoga składać się będzie z astronautki NASA Peggy Whitson, pilota Johna Shoffnera oraz dwóch specjalistów misji z Arabii Saudyjskiej - Ali Alqarni i Rayyanah Barnawi. W sumie spędzą na orbicie 12 dni, w tym 10 dni na pokładzie ISS.
SpaceX Ax-2 to nie tylko misja naukowa, ale także historyczna. Będzie to bowiem pierwsza misja z udziałem kobiety astronauty z Arabii Saudyjskiej - Rayyanah Barnawi. Będzie ona również pierwszą kobietą astronautą z krajów arabskich i muzułmańskich. Barnawi jest inżynierem biomedycznym i pracuje nad rozwojem sztucznej inteligencji w medycynie. Na ISS będzie zajmować się badaniem wpływu mikrograwitacji na ludzki układ nerwowy.
Misja SpaceX Ax-2 pokazuje, że kosmos staje się coraz bardziej dostępny dla prywatnych osób i organizacji. Firma Axiom Space planuje wysłać kolejne misje prywatne do ISS oraz budować własną stację kosmiczną, która będzie następcą ISS. Przyszłość eksploracji kosmosu zapowiada się więc bardzo ciekawie i obiecująco.
