La proteína TM4SF1 (verde) producida en grandes cantidades por las células endoteliales, que recubren los vasos sanguíneos del cuerpo. Un nuevo experimento en la estación espacial investiga el crecimiento de las células endoteliales y su reacción a un fármaco antitumoral.
(Imagen: © Angiex)
SpaceX apunta al 29 de junio como la fecha de lanzamiento de su próxima misión de reabastecimiento de carga a la Estación Espacial Internacional. A las 5:41 a.m.EST (0941 GMT), un buque de carga Dragon previamente utilizado despegará de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral, transportando un nuevo lote de experimentos de investigación y suministros al puesto avanzado orbital.
Este vuelo marcará el 12 ° lanzamiento este año para SpaceX y su 15 ° misión general de reabastecimiento de carga. En una teleconferencia de medios el 11 de junio, la NASA proporcionó una vista previa de las cargas útiles de investigación que se espera sean entregadas a la estación a finales de este mes.
"La investigación presentada aquí hoy representa solo algunos de los cientos de experimentos que serán apoyados por esta misión de reabastecimiento de carga", dijo David Brady, científico asistente del programa del Programa de la Estación Espacial Internacional en el Centro Espacial Johnson de la NASA, durante la teleconferencia. [La estación espacial internacional: dentro y fuera (infografía)]
Aquí hay un vistazo a algunas de las extrañas ciencias a bordo de la nave espacial Dragon, que incluye una nueva droga para combatir el cáncer, una investigación de investigación de roedores y un vistazo a cómo las algas y las bacterias reaccionan al ambiente espacial. (Además, están enviando una amigable bola de droide flotante.
Apuntando a los tumores
Paul Jaminet, un ex astrofísico de Harvard convertido en empresario, y su principal científico, Shou-Ching Jaminet, esperan probar lo que podría ser un avance significativo a la hora de tratar el cáncer. Su experimento, denominado Angiex, explora cómo las células endoteliales, es decir, las células que recubren los vasos sanguíneos del cuerpo, responden no solo a la microgravedad sino también a un nuevo fármaco dirigido al tumor.
En el terreno, la terapia ha demostrado ser increíblemente efectiva en ratones. El medicamento no solo se dirige a los tumores sino también a los vasos sanguíneos que los sostienen. Al igual que las células sanas en casos de ataque cardíaco o accidente cerebrovascular, cuando los vasos sanguíneos conectados a un tumor mueren, el tumor muere junto con él.
A pesar de su éxito comprobado, una de las mayores preocupaciones con el medicamento es la seguridad. Debido a que se dirige tanto a los tumores como a los vasos sanguíneos que los sostienen, los investigadores quieren asegurarse de que no dañen los vasos sanguíneos sanos en el proceso. "Tenemos muchas ganas de curar el cáncer de las personas, pero no queremos que mueran a causa de la enfermedad cardiovascular de nuestro medicamento", explicó Jaminet.
Uno de los desafíos es que no existe un buen modelo de cultivo celular in vitro para los vasos sanguíneos. Entonces, para comprender cómo funcionan los vasos sanguíneos, debe realizar estudios in vivo en animales vivos. "Y no se puede ver muy bien el interior de las células", dijo Jaminet. Y ahí es donde entra en juego la estación espacial: cuando este tipo de célula crece en microgravedad, actúa más como las de los vasos sanguíneos reales en el suelo, según la página del proyecto de la NASA.
El trabajo previo ha demostrado que las células endoteliales no crecen muy bien en el espacio. Entonces, este experimento explorará más a fondo cómo crecen las células endoteliales en un entorno de microgravedad y medirá cómo esas células responden al tratamiento.
"Estaremos tratando estas células en el espacio con nuestro medicamento. Podemos ver si la respuesta al medicamento es diferente en microgravedad que en el suelo", dijo Jaminet durante la llamada. "Y si es así, sería una biología realmente interesante".
Adaptándose al vuelo espacial
Como parte de la misión CRS-15, una tripulación de 20 valientes moustronautas volará a la estación espacial para ayudar a los investigadores a comprender mejor la conexión cerebro-intestino. Los investigadores saben que la población de bacterias en su intestino tiene un impacto en su salud general. A medida que las misiones se hacen más largas y la humanidad se aventura más en el espacio, es esencial que comprendamos cómo los vuelos espaciales afectan el microbioma humano.
Fred Turek y Martha Vitaterna, investigadores de la Universidad Northwestern, son los investigadores principales de la misión Rodent Research-7, que explorará cómo el entorno espacial afecta a la comunidad de microorganismos, denominada microbiota, en el tracto gastrointestinal de los ratones.
"Es difícil imaginar cómo puede entusiasmarse con las muestras fecales", bromeó Vitaterna durante la teleconferencia. "Pero créanme, estamos realmente entusiasmados con las muestras fecales". Ella continuó explicando que examinar las bacterias en muestras fecales es una buena manera de mapear los tipos de bacterias que se encuentran en el intestino.
Este es el experimento de vuelo espacial más largo para roedores hasta la fecha, lo que permite a los investigadores observar cuáles son los cambios a largo plazo en respuesta a los vuelos espaciales. Pero no solo miran el microbioma del tracto gastrointestinal. También analizarán una variedad de otros sistemas fisiológicos que se sabe que responden o influyen en la respuesta del microbioma intestinal, como el sistema inmune, el metabolismo y el ritmo circadiano, el último de los cuales impulsa el sueño.
Los investigadores dijeron que esperan que este estudio proporcione una imagen más completa de cómo interactúan estos diferentes sistemas y cómo responden al entorno espacial. [¿Por qué enviamos animales al espacio?]
Comida espacial futura
A medida que las misiones se alarguen y nos adentremos más en el espacio, las tripulaciones necesitarán poder cultivar sus propios alimentos. Hacerlo reduciría los suministros que tendrían que traer, y también tiene beneficios para la salud. Con la adición de las cámaras de crecimiento de plantas Veggie en la estación espacial, la NASA tiene una manera de garantizar que las tripulaciones tengan acceso a alimentos frescos, que hasta ahora ha consistido principalmente en lechuga.
Pero eso puede cambiar pronto después de que Mark Settles, de la Universidad de Florida, envíe un envío de Space Algae al puesto de avanzada en órbita.
¿Por qué las algas? Además de ser una fuente potencial de alimentos, las algas también son útiles como materia prima de base biológica (lo que significa que la planta se puede utilizar en la fabricación de materiales como plástico y papel), dijeron los investigadores.
Las algas son increíblemente eficientes en el uso de condiciones de luz de baja intensidad para la fotosíntesis, perfectas para el cultivo en órbita. Sin embargo, hay una preocupación importante: la mayoría de las especies de algas crecen mejor en líquido, pero los líquidos no se comportan de la misma manera en el espacio que en la Tierra.
Settles explicó que la tripulación intentará cultivar varias cepas de algas en bolsas de plástico transpirables dentro de las cámaras de crecimiento de plantas Veggie que ya están a bordo de la estación espacial. Las muestras de algas vivas serán devueltas a la Tierra al final de la misión, para que el equipo pueda estudiar e identificar qué genes ayudan a las algas a crecer mejor en microgravedad. Al identificar los genes asociados con un crecimiento más rápido, esperan eventualmente diseñar las algas para la producción en masa en el espacio. [Plantas en el espacio: fotos de astronautas de jardinería]
Tratamiento de residuos más efectivo
Como parte del experimento Micro-12, John Hogan y otros científicos del Centro de Investigación Ames de la NASA están enviando un lote de Shewanella bacterias a la estación espacial. Ubicuo en todo el cuerpo, Shewanella las bacterias no representan ningún daño para los astronautas; Se encuentran comúnmente en lugares como el tracto digestivo, así como en la superficie de los dientes.
Estos organismos pueden crecer en electrodos metálicos y convertir desechos orgánicos (como la orina) en energía eléctrica. Hogan dijo que la investigación en tecnologías microbianas de celdas de combustible, incluido el trabajo en su laboratorio, está desarrollando formas de tratar las aguas residuales y al mismo tiempo generar electricidad para impulsar ese proceso.
Este experimento no solo explorará cómo Shewanella funciona en microgravedad, pero también analizará cómo las biopelículas: el formato en el que Shewanella crecerá, reaccionará al entorno espacial. Gracias a un conjunto de cámaras especiales, los investigadores tendrán acceso a una vista 3D de la biopelícula y podrán monitorear cualquier cambio.
¿Por qué la NASA está tan interesada en estos organismos? Las celdas de combustible microbianas son una excelente manera de tratar las aguas residuales. Pueden compensar las necesidades de energía al producir electricidad simultáneamente mientras procesan los desechos. A medida que los humanos se embarquen en futuras misiones de larga duración, necesitarán un mayor grado de autosostenibilidad. Los procesos asistidos por microbios pueden ayudar a proporcionar eso, dijeron los investigadores.
