معجزه‌های مینیاتوری در فضا
دنیای اقتصاد: مدل‌های کوچکی از قلب و مغز انسان به ایستگاه فضایی بین‌المللی سفر می‌کنند تا به دانشمندان در بررسی تأثیر پروازهای فضایی بر بافت‌های زنده کمک کنند؛ پژوهشی که می‌تواند نشان دهد آیا این تغییرات اطلاعات مفیدی درباره فرایند پیری روی زمین در اختیار محققان قرار می‌دهد یا خیر.
به گزارش گروه آنلاین روزنامه دنیای اقتصاد-حسین موسوی؛ مدل‌های کوچکی از قلب و مغز انسان به ایستگاه فضایی بین‌المللی سفر می‌کنند تا به دانشمندان در بررسی تأثیر پروازهای فضایی بر بافت‌های زنده کمک کنند؛ پژوهشی که می‌تواند نشان دهد آیا این تغییرات اطلاعات مفیدی درباره فرایند پیری روی زمین در اختیار محققان قرار می‌دهد یا خیر.
به گزارش شبکه خبری ای‌بی‌سی و به نقل از مجله تک¬لایف، این آزمایش‌ها روز ۱۳ اکتبر، در قالب ماموریت باری CRS-۳۵ شرکت اسپیس‌ایکس به فضا پرتاب شدند و انتظار می‌رفت در ۱۵ اکتبر به ایستگاه فضایی بین‌المللی برسند. این همکاری با مشارکت پژوهشگران مؤسسه مونت‌ساینای، ناسا و شرکت هوافضایی اسپیس تانگو انجام می‌شود.
تمرکز این پژوهش بر چالشی عملی در ماموریت‌های فضایی طولانی‌مدت است: درک تاثیر محیط فضا بر اندام‌های حیاتی بدن، پیش از آنکه فضانوردان دوره‌های طولانی را دور از خدمات پزشکی سپری کنند.
این «اندام‌های کوچک» چه هستند؟
محموله این ماموریت شامل مدل‌های بافتی پرورش‌یافته در آزمایشگاه است که اغلب از آن‌ها با عنوان اندام‌های کوچک یاد می‌شود. این مدل‌ها برخی ویژگی‌های منتخب اندام‌های انسانی را بازسازی می‌کنند و به پژوهشگران امکان می‌دهند فرایندهای زیستی مشخصی را در محیطی کنترل‌شده بررسی کنند.
این ساختارها نسخه‌های مینیاتوری و کاملی از مغز یا قلب انسان نیستند. ارزش آن‌ها در این است که امکان مشاهده و اندازه‌گیری جنبه‌هایی از زیست‌شناسی انسان را فراهم می‌کنند، بی‌آنکه انجام آزمایش به¬طور مستقیم روی فضانوردان ضروری باشد. اندازه کوچک این مدل‌ها همچنین آن‌ها را برای استفاده در آزمایشگاهی مناسب می‌کند که با محدودیت فضا، تجهیزات و زمان در دسترس خدمه روبه‌رو است.
شبکه خبری ای‌بی‌سی اندازه مدل‌های مغزی را تقریبا به‌اندازه دانه فلفل توصیف کرده است. تجهیزات خودکاری که از آزمایش قلبی‌عروقی پشتیبانی می‌کنند نیز اندکی بزرگ‌تر از یک جعبه کفش هستند.
بررسی دقیق‌تر مغز
مدل miBrain مؤسسه مونت‌ساینای با استفاده از سلول‌های بنیادی به‌دست‌آمده از بیماران ساخته شده است. این مدل شامل نورون‌ها، سلول‌های پشتیبان، سلول‌های ایمنی و اجزای عروقی است تا ویژگی‌های مهم بافت مغز را بازسازی کند. پژوهشگران قصد دارند پیام‌رسانی سلولی را بررسی کنند، نشانگرهای احتمالی آسیب را شناسایی کنند و دریابند چرا میزان آسیب‌پذیری افراد در برابر تغییرات مرتبط با پرواز فضایی ممکن است متفاوت باشد. برنامه پژوهشی گسترده‌تر آن‌ها همچنین عوامل ژنتیکی مرتبط با تخریب عصبی، از جمله ژن APOE۴، را بررسی می‌کند.
ناسا اعلام کرده است که مدل‌های مغزی به‌مدت پنج هفته در ایستگاه فضایی مستقر خواهند بود. دانشمندان با مقایسه بافت‌هایی که به فضا سفر کرده‌اند با مدل‌های مشابهی که روی زمین نگهداری می‌شوند، تلاش می‌کنند تفاوت‌های مرتبط با محیط پرواز را شناسایی کنند. این مقایسه بخش محوری آزمایش به شمار می‌رود. هدف آن است که تغییرات رخ‌داده در سطح سلولی اندازه‌گیری شوند و شواهدی برای تدوین اقدامات محافظتی در آینده به دست آید.
بافت‌های قلبی تپنده در یک آزمایشگاه خودکار
در بخش پژوهش‌های قلبی‌عروقی، از دو دستگاه میکروسیالی با نام μCVchips استفاده می‌شود که در مجموع می‌توانند تا ۱۶ ارگانوئید قلبی‌عروقی تپنده را درون محفظه CubeLab شرکت اسپیس تانگو جای دهند.
این سامانه به‌صورت روزانه تحریک الکتریکی، آزمایش فشار، تصویربرداری میکروسکوپی و نمونه‌برداری از مایعات را انجام خواهد داد. هدف از مجموع این اندازه‌گیری‌ها، مشخص کردن نحوه واکنش بافت‌های قلب و رگ‌های خونی در مواجهه با ریزگرانش است.
این پروژه بر پایه آزمایش سال ۲۰۲۳ مؤسسه مونت‌ساینای شکل گرفته است؛ آزمایشی که در آن سلول‌های عضلانی قلب، مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی، برای ارزیابی میزان بقای آن‌ها به ایستگاه فضایی فرستاده شدند. مأموریت جدید این پژوهش را یک گام جلوتر می‌برد و امکان مشاهده عملکرد بافت‌های پیچیده‌تر را فراهم می‌کند.
چرا پژوهشگران حوزه پیری به این موضوع علاقه‌مندند؟
پرواز فضایی می‌تواند تغییرات زیستی‌ای ایجاد کند که به برخی از آثار پیری شباهت دارند. به همین دلیل، محیط فضا ممکن است بستری مفید برای بررسی فرایندهایی باشد که مشاهده آن‌ها در بازه‌های زمانی کوتاه روی زمین دشوار است.
البته این موضوع به معنای آن نیست که تمام بخش‌های بدن انسان در مدار زمین با سرعتی یکسان و قابل پیش‌بینی پیر می‌شوند. بافت‌های مختلف واکنش‌های متفاوتی نشان می‌دهند و پیش از آنکه بتوان از نتایج به‌دست‌آمده از مدل‌های جداگانه برای توضیح بیماری‌های انسانی استفاده کرد، به بررسی‌های بیشتری نیاز است.
پژوهشگران به شبکه خبری ای‌بی‌سی گفتند که این تحقیق می‌تواند به مطالعات مربوط به افت عملکرد قلبی‌عروقی و بیماری‌های تخریب‌کننده دستگاه عصبی، از جمله آلزایمر و پارکینسون، کمک کند. این موارد کاربردهای احتمالی پژوهش در آینده هستند و ماموریت یادشده تاکنون به اثبات اثربخشی درمانی منجر نشده است.
پژوهش‌های پزشکی فراتر از مدل‌های بافتی
مأموریت CRS-۳۵ علاوه بر این آزمایش‌ها، تحقیقاتی درباره بیماری‌های گیاهی و باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک را نیز حمل می‌کند. همچنین، آزمایشی برای ارزیابی عملکرد یک دستگاه فشرده خوانشگر میکروپلیت انجام می‌شود که هم‌اکنون در ایستگاه فضایی مستقر است.
این دستگاه برای اندازه‌گیری نشانگرهای زیستی، از جمله پروتئین‌ها، پادتن‌ها و آنتی‌ژن‌ها، طراحی شده است. ناسا اعلام کرده که تجزیه‌وتحلیل نمونه‌ها در مدار زمین می‌تواند زمان انتظار برای دریافت نتایجی را کاهش دهد که در شرایط عادی، دستیابی به آن‌ها مستلزم بازگرداندن نمونه‌ها به زمین است.
با دورتر شدن ماموریت‌های فضایی از زمین، اهمیت این قابلیت نیز افزایش می‌یابد؛ زیرا فضانوردان برای ارزیابی وضعیت سلامت خود به روش‌هایی نیاز خواهند داشت که در شرایط محدودیت دسترسی به آزمایشگاه، تأمین مجدد تجهیزات و امکان بازگشت سریع به زمین، قابل استفاده باشند.
