Vesmírne prostredie ponúka jedinečné podmienky na medicínsky výskum. Vedci v ňom hľadajú nové spôsoby liečby závažných ochorení.
Medzinárodná vesmírna stanica (ISS) na obežnej dráhe Zeme. Zdroj: iStockphoto.com
Gravitácia formuje všetko na Zemi. Ovplyvňuje aj biologické správanie ľudských buniek. Vedci preto presunuli časť výskumu na obežnú dráhu. Chcú lepšie pochopiť správanie kmeňových buniek v mikrogravitácii. Tento odvážny krok už priniesol prvé prekvapivé objavy.
Vzácne bunky ľudského tela
Kmeňové bunky fungujú ako základné stavebné kamene ľudského organizmu. Tieto nešpecializované bunky sa dokážu premeniť na akýkoľvek iný potrebný typ buniek v tele. Majú napríklad schopnosť obnovovať poškodené tkanivá. Odborníci ich využívajú pri liečbe rôznych závažných ochorení.
Ich získavanie však nepredstavuje jednoduchý proces. Pacienti nemajú často dostatok vlastných zdravých kmeňových buniek. Hľadanie vhodného darcu takisto prináša obrovské komplikácie. Výskumníci preto intenzívne hľadajú spôsoby ich umelého množenia.
Pri snahe o umelé množenie však tieto bunky prirodzene dozrievajú. V bežných laboratóriách tak bunky rýchlo strácajú svoje unikátne vlastnosti. Namiesto jednoduchého kopírovania sa totiž začnú špecializovať na iné konkrétne typy buniek. Odborníci teda získajú veľa buniek, no už nie kmeňových.
Výzvy v stave beztiaže
Riešenie tohto problému hľadali vedci na Medzinárodnej vesmírnej stanici, pretože absencia gravitácie mení fungovanie génov. Očakávali, že bunky tam porastú rýchlejšie bez straty kvality.
Otestovať túto teóriu na orbite však vôbec nie je jednoduché. Samotná realizácia takýchto experimentov vyžaduje špeciálne vybavenie. Kvapaliny sa napríklad v mikrogravitácii vôbec nechcú zmiešať. Zostávajú voľne oddelené vedľa seba, čo komplikuje nevyhnutné kŕmenie živých kultúr. Inžinieri preto museli navrhnúť inovatívne bioreaktory na presné dávkovanie živín. Astronauti následne museli presne dodržiavať prísne sterilné postupy. Kontaminácia by okamžite zničila celé mesiace náročných príprav.
Prekvapivé liečivé účinky
Návrat vzoriek na Zem odštartoval dlhú fázu laboratórnych analýz. Vedci najprv detailne overili absolútnu sterilitu prinesených vesmírnych vzoriek. Následne hľadali známky možných rakovinových zmien, keďže umelo množené bunky môžu vytvoriť nádor. Vesmírne vzorky si však zachovali plnú bezpečnosť a nejavili žiadne zhubné mutácie.
Pôvodný predpoklad o rýchlejšom množení však zlyhal. Kmeňové bunky vo vesmíre neznásobili svoj celkový počet. Získali však odlišnú a oveľa cennejšiu vlastnosť. Preukázali neuveriteľne silné schopnosti potláčať nebezpečné zápaly. Zemské laboratóriá rovnaké bunky s takouto silou nikdy nevyprodukovali. Lekári tento objav využijú napríklad pri pacientoch po mŕtvici. Tieto silnejšie bunky totiž oveľa lepšie zmiernia opuch v poškodenom mozgu.
Hrozba z hlbokého vesmíru
Vesmírne prostredie so sebou logicky prináša aj riziko silnej radiácie. Nízka obežná dráha Zeme však chráni experimenty pred tým najhorším kozmickým žiarením. Vedci sa napriek tomu obávali, že pobyt mimo planéty zničí genetickú informáciu vzoriek. Analýzy našťastie nepreukázali žiadne poškodenie DNA testovaných buniek.
Cesta na Mesiac alebo Mars však prináša iné riziká. Astronauti tam čelia obrovským dávkam nebezpečnej radiácie. Európska vesmírna agentúra preto podrobne skúma odolnosť ľudského organizmu. Výskumníci v Nemecku využívajú na tento účel časticové urýchľovače. Z kmeňových buniek pestujú miniatúrne modely ľudského srdca. Na tieto štruktúry následne pália ťažké atómové častice. Chcú presne pochopiť reakcie tkaniva na drsné vesmírne podmienky.
Hľadanie radiačnej odolnosti
Tento radiačný výskum pomôže vytvoriť mimoriadne presné analytické modely. Odborníci vďaka nim identifikujú najviac zraniteľné bunky srdca. Zistenia otvárajú novú cestu k testovaniu inovatívnych ochranných látok, ktoré by zablokovali škodlivý vplyv radiácie. Vedci chcú hľadať molekuly schopné úplne predchádzať bunkovému poškodeniu.
Plánujú tiež odoberať biologické vzorky priamo astronautom. Porovnajú stav ich buniek pred vesmírnym letom a po ňom. Tak zistia, či si bunky „pamätajú” pobyt vo vesmíre aj dlhodobo po svojom návrate na Zem. Zaujíma ich totiž trvalá stopa kozmického letu v ľudskej DNA. Tieto vedomosti nakoniec výrazne ochránia posádku v hlbokom vesmíre. Rovnako pomôžu bežným pacientom na Zemi počas onkologického ožarovania.
Pohľad do budúcnosti
Vesmír dnes slúži ako unikátne laboratórium modernej medicíny. Objav silnejších protizápalových vlastností buniek prináša svetu veľkú nádej na úspešnejšie liečenie ťažkých úrazov a chorôb. Testovanie vplyvu radiácie zase posúva hranice bezpečného vesmírneho cestovania.
(KAM)
