Chociaż astronauci dopiero niedawno powrócili na Ziemię, nowa grupa podróżników już zmierza na orbitę. 11 kwietnia z Cape Canaveral na Florydzie wystartowała misja Commercial Resupply Services 24 (CRS-24) NASA, przewożąca nie tylko zaopatrzenie. Wśród 5 ton ładunku na statku kosmicznym Northrop Grumman Cygnus XL znajduje się wyspecjalizowany ładunek biologiczny: populacja maleńkich nicieni znanych jako Caenorhabditis elegans.
Dlaczego „kosmiczne robaki” są ważne dla zdrowia ludzkiego
Na pierwszy rzut oka kadź wypełniona robakami milimetrowymi może wydawać się wątpliwym substytutem ludzkich obiektów testowych. Organizmy te są jednak niezbędnymi narzędziami badań biologicznych. Pomimo swojej wielkości, C. elegans dzielą wiele podstawowych procesów biologicznych z ludźmi, co czyni je idealnym modelem do badania reakcji organizmów żywych na ekstremalne warunki.
Głównym celem tej misji jest rozwiązanie problemów fizjologicznych napotykanych podczas długotrwałych lotów kosmicznych. Podczas gdy program NASA Artemis przygotowuje się do stałej obecności na Księżycu i ostatecznego wysłania ludzi na Marsa, naukowcy stają przed kluczowym pytaniem: Jak utrzymać organizm ludzki w zdrowiu podczas lat narażenia na mikrograwitację i promieniowanie?
Aktualne dane podkreślają wagę tych problemów:
– Degradacja fizyczna: Długotrwałe narażenie na mikrograwitację powoduje znaczną utratę gęstości kości i zanik mięśni.
– Problemy ze zmysłami: Astronauci często doświadczają zmian wzrokowych i neurologicznych.
– Zagrożenie promieniowaniem: W głębokim kosmosie brakuje ochronnej tarczy ziemskiej atmosfery, co naraża podróżnych na znacznie wyższy poziom promieniowania kosmicznego.
Jak zauważył Frank Rubio, który w 2023 r. ustanowił rekord najdłuższego samotnego pobytu w kosmosie (371 dni), nawet rok na orbicie wymaga po powrocie intensywnej rehabilitacji fizycznej. Aby wyjść poza krótkotrwałe loty, musimy zrozumieć te skutki biologiczne na poziomie komórkowym.
Eksperyment: z laboratorium na zewnętrzną powierzchnię ISS
Badania prowadzone pod kierunkiem naukowców z Uniwersytetu w Exeter** obejmują złożony, wieloetapowy proces po dotarciu ładunku na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS):
- Dostawa i instalacja: Członkowie załogi przeniosą kapsułę Petriego, wielokomorową jednostkę mieszkalną, do laboratorium pokładowego.
- Wpływ zewnętrzny: Używając manipulatora stacji, astronauci założą siedlisko nicieni na zewnętrzu ISS.
- Środowisko kontrolowane: Przez 15 tygodni robaki będą żyć w specjalnych pojemnikach, które regulują temperaturę, ciśnienie i poziom tlenu, ale nadal wystawiają je na trudną rzeczywistość nieważkości i promieniowania kosmicznego.
- Monitorowanie: Naukowcy na Ziemi będą monitorować robaki za pomocą fotografii poklatkowej, optyki fluorescencyjnej i wideo o wysokiej rozdzielczości, aby monitorować ich stan i reakcje biologiczne w czasie rzeczywistym.
Patrzę w przyszłość
Badając reakcję tych nicieni na dawki promieniowania i mikrograwitację, zespół z Uniwersytetu w Exeter zamierza zebrać dane, które staną się podstawą przyszłych protokołów medycznych dla astronautów. Oczekuje się, że odkrycia te pomogą w opracowaniu skuteczniejszych środków ochronnych – takich jak dostosowanie diety lub leczenie – w celu ochrony badaczy zajmujących się ludźmi.
„Może to zabrzmieć zaskakująco, ale te maleńkie robaki mogą odegrać ogromną rolę w przyszłości załogowej eksploracji kosmosu” – powiedziała brytyjska minister ds. przestrzeni kosmicznej Liz Lloyd.
Wniosek
Wykorzystując mikroskopijne organizmy do modelowania złożonych reakcji biologicznych, naukowcy kładą podwaliny pod wiedzę potrzebną do ochrony kolejnego pokolenia odkrywców, gdy ludzkość zapuści się jeszcze dalej w Układ Słoneczny.
