Dodano: 02 lipiec 2018r.

20 myszy poleciało na ISS. NASA bada skutki długiego przebywania w kosmosie

W piątek SpaceX wysłała kolejną misję zaopatrzeniową na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Na pokładzie rakiety znalazło się 20 wyjątkowych pasażerów. To myszy, które będą obiektem badania mającego określić, jak przebywanie w przestrzeni kosmicznej wpływa na rytm dobowy i mikrobiom.

 

Eksperyment jest prowadzony przez neurobiologów z Northwestern University – Freda Turka oraz Marthę Vitaternę przy współpracy z naukowcami z NASA. 10 z 20 wysłanym w kosmos myszy spędzi tam 30 dni, pozostałe zostaną na stacji przez 90 dni. - 90 dni może nie wydawać się długim czasem dla człowieka, ale dla myszy jest – powiedziała Vitaterna wyjaśniając, że myszy szybciej reagują na skutki przebywania w kosmosie niż ludzie.

Naukowcy chcą w ten sposób sprawdzić, jak przebywanie w przestrzeni kosmicznej wpływa na rytmy okołodobowe myszy - procesy biologiczne zachodzące w 24-godzinnych cyklach. Badacze ustalą też, jak stan mikrograwitacji wpłynie na różne procesy fizjologiczne gryzoni oraz na ich mikrobiom - bakterie i inne mikroorganizmy żyjące w organizmach myszy.

W ziemskich laboratoriach pozostała grupa kontrolna złożona z rodzeństwa gryzoni, które poleciały w kosmos. 20 myszy na Ziemi będzie żyło wewnątrz symulatora NASA naśladującego warunki, którym poddawane są myszy na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, oczywiście poza brakiem grawitacji. Inna grupa kontrolna będzie żyła w normalnych, laboratoryjnych warunkach.

 

 

Co dwa tygodnie astronauci na ISS i naukowcy na Ziemi, będą pobierać próbki kału od wszystkich myszy, aby porównać je ze sobą. Będą również kontrolować, jak bardzo zmieniają się ciała myszy w kosmosie w stosunku do ich rodzeństwa na Ziemi, używając specjalnego urządzenia do pomiaru masy, które nie opiera się na grawitacji.

Myszy biorące udział w badaniu, zarówno grupy kontrolne na Ziemi, jak i gryzonie w kosmosie, będą nieustannie monitorowane, by śledzić zmiany w ich cyklu dobowym.

Badacze będą też sprawdzać gęstość kości zwierząt. Jednym z pierwszych odnotowanych skutków ubocznych przebywania w kosmosie jest osłabienie kości i mięśni.

W 2014 roku Turek wraz z innymi naukowcami z Northwestern University udowodnili, że zakłócenie rytmów dobowych może także zakłócić mikrobiom. Rytmy okołodobowe - wrodzone 24-godzinne cykle w żywych organizmach - wpływają na większość funkcji biologicznych. Reakcje molekularne, metaboliczne, komórkowe, hormonalne, stresowe i immunologiczne są regulowane przez nasz wewnętrzny "zegar".

- Ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób podróże kosmiczne mogą wpływać na system okołodobowy, ponieważ koordynuje on tak wiele procesów biologicznych. Kluczem do przystosowania może być zdolność organizmu do zachowania harmonii między systemami – zauważyła Vitaterna.

To podobna misja, do badania przeprowadzonego przez NASA na bliźniakach, z których jeden przez rok przebywał na ISS, a drugi ten czas spędził na Ziemi. Projekt rozpoczął się w 2015 roku i wzięli w nim udział astronauci Scott i Mark Kelly. Przez rok bracia byli regularnie poddawani tym samym badaniom medycznym. To dało NASA szansę porównania wyników Scotta z wynikami Marka, który jest jego genetyczną kopią.

Pierwsze rezultaty badań wykazały, że przebywającemu w kosmosie Scottowi wydłużyły się telomery. Telomery to końcowy fragment chromosomu, którego funkcją jest zabezpieczenie go przed uszkodzeniem podczas kopiowania. Z każdym kopiowaniem telomery stają się krótsze. W normalnych warunkach telomery skracają się wraz z wiekiem, jednak po roku przebywania w przestrzeni kosmicznej telomery Scotta wyraźnie urosły. Badacze uważają, że im człowiek ma dłuższe telomery, tym bardziej prawdopodobne jest to, że uniknie najbardziej przykrych skutków starzenia się i stanie się to później. Więcej na ten temat w tekście: Pierwsze wyniki kosmicznych testów NASA na bliźniakach.

Kosmiczny habitat gryzoni, fot. NASA

Dalsze analizy wyników braci Kelly przyniosły kolejne rewelacje. Naukowcy zauważyli zmiany w ekspresji około 7 proc. genów Scotta kontrolujących funkcje związane z odpowiedzią układu odpornościowego, procesem tworzenia kości, naprawy DNA oraz reakcją na utrzymujące się niedotlenienie organizmu. Więcej na ten temat w tekście: Testy NASA na bliźniakach. Rok na orbicie zmienił działanie genów.

- Nasze badanie jest analogiczne do badania NASA na bliźniakach, ale my będziemy pracować z 10 bliźniakami z dwóch różnych mysich rodzin – powiedział Turek. - Ponieważ spodziewamy się, że podróż na Marsa i z powrotem zajmie kilka lat, musimy ustalić, w jaki sposób mikrbiom może zostać zmieniony w warunkach mikrogratwitacji w długich ramach czasowych. Brak równowagi w mikrobiomie wiąże się z wieloma chorobami, od otyłości i cukrzycy po demencję – dodał.

Turek i VItaterna ściśle współpracują z NASA oraz z innymi naukowcami wciąż analizującymi eksperyment z braćmi Kelly. W ten sposób chcą uzyskać dokładniejszy obraz tego, co robi z ciałem długie przebywanie w przestrzeni kosmicznej. – To, czego się nauczymy, pomoże nam lepiej chronić zdrowie astronautów – powiedział Turek.

Turek i Vitaterna przyznali, że wyniki badań bliźniaków pozostawiły kilka problemów bez odpowiedzi i właśnie myszy mają temu zaradzić. Na przykład, bakterie jelitowe Scotta Kelly, który przez rok przebywał w przestrzeni kosmicznej, zmieniły się, ale naukowcy nie są pewni, jak związek z tym miały różnice w diecie. Myszy będą miały znacznie bardziej rygorystyczne kontrole laboratoryjne tego, co jedzą, niż bracia Kelly.

Pierwsze wyniki badania mają ukazać się pod koniec roku.

 

Źródło: Northwestern University, Science Alert, fot. NASA