Artemis II AVATAR: organové čipy po návrate z hlbokého vesmíru začínajú analyzovať v laboratóriu

Po návrate z misie Artemis II sa začína ďalšia fáza experimentu AVATAR: organové čipy z vesmíru dorazili do laboratória v Bostonu, kde ich vedci podrobujú analýze. Ide o pokus, ktorý využíva personalizované organ chips vytvorené z buniek samotných astronautov a sleduje, ako na ľudské tkanivá pôsobia kozmické žiarenie a mikrogravitácia.

Čipy najprv putovali do Naval Health Research Center v San Diegu, kde ich pripravili na ďalší transport. Až potom sa dostali do laboratória spoločnosti Emulate, Inc., kde sa začalo vyhodnocovanie zmien v kostnej dreni každého člena posádky počas pobytu v hlbokom vesmíre. Vedci budú tieto údaje porovnávať s kontrolnými čipmi, ktoré zostali na Zemi, aj s krvnými vzorkami astronautov odobratými pred letom a po ňom.

Podľa NASA sa už vopred očakáva, že sa v dátach objavia známky poškodenia spôsobeného radiačným prostredím hlbokého vesmíru. Tím však zároveň používa aj pokročilé metódy, napríklad single-cell RNA sequencing, aby zachytil aj zmeny, ktoré nemusia byť na prvý pohľad zrejmé. Práve porovnanie organových čipov s krvnými vzorkami má ukázať, ako presne tieto modely odrážajú individuálnu reakciu každého člena posádky na let do vesmíru.

Analýza nebude rýchla. Vedci pracujú s komplexnými dátami a budú musieť svoje zistenia overiť ešte pred publikovaním v recenzovaných časopisoch. Priebežné výsledky však plánujú zdieľať aj na konferenciách a odborných podujatiach, aby sa k nim mohli dostať aj ďalší výskumníci. To môže byť dôležité pre budúce misie aj pre medicínsky výskum na Zemi.

Lisa Carnell, riaditeľka NASA’s Biological and Physical Sciences Division, označila experiment za prvý svojho druhu, ktorý cestoval na Mesiac a späť na Zem. Podľa nej môže práve tento typ organových čipov pomôcť NASA lepšie pochopiť, ako jednotliví členovia posádky reagujú na extrémne podmienky vo vesmíre, a v budúcnosti umožniť posielať na hlbokovesmírne cesty aj ich „avatarov“ v podobe tkanivových modelov. To by mohlo viesť aj k personalizovaným lekárskym balíčkom pre astronautov.

AVATAR je zároveň ukážkou spolupráce medzi vládnymi inštitúciami, priemyslom a akademickým prostredím. Na projekte sa podieľali NASA’s Biological and Physical Sciences Division, NASA’s Human Research Program, Biomedical Advanced Research and Development Authority, National Center for Advancing Translational Sciences pri NIH, ako aj Emulate, Harvard’s Wyss Institute a Space Tango, ktorý vytvoril špeciálny hardvér pre experiment.

Čo je AVATAR a prečo vznikol

AVATAR znamená A Virtual Astronaut Tissue Analog Response. V praxi ide o biologický model, ktorý má napodobniť reakciu ľudského tkaniva na podmienky vo vesmíre. Takéto organové čipy sa v širšom výskume používajú ako miniatúrne systémy, na ktorých možno sledovať správanie buniek bez toho, aby bolo potrebné spoliehať sa len na klasické laboratórne modely.

V tomto prípade je dôležité, že čipy boli vytvorené z buniek konkrétnych astronautov. To umožňuje porovnávať individuálne rozdiely, ktoré môžu byť pri reakcii na žiarenie a mikrogravitáciu podstatné. V oblasti vesmírnej medicíny je práve osobná variabilita jedným z hlavných problémov, pretože nie každý organizmus reaguje na rovnaké podmienky rovnako.

Ako sa čipy dostali späť do laboratória

Podľa NASA prebehla preprava veľmi koordinovane. Po návrate Artemis II na Zem sa hardvér AVATAR a organové čipy najprv presunuli do San Diega, kde ich pripravili na ďalšiu cestu. Až potom zamierili do Bostonu, kde sa začala samotná analýza.

Takýto postup je pri citlivých biologických vzorkách bežný. Všeobecne platí, že pri podobných experimentoch je dôležité zachovať čo najpresnejšie podmienky a minimalizovať riziko poškodenia alebo skreslenia výsledkov počas transportu. Aj preto býva logistika súčasťou vedeckého úspechu rovnako ako samotné merania.

Prečo vedci sledujú kostnú dreň a RNA

NASA uvádza, že sa analyzujú zmeny v kostnej dreni v každom čipe. Kostná dreň je dôležitá, pretože súvisí s tvorbou krviniek a patrí medzi tkanivá, ktoré môžu byť citlivé na žiarenie. V prostredí hlbokého vesmíru je práve radiačná záťaž jedným z hlavných rizík pre ľudské zdravie.

Použitie single-cell RNA sequencing umožňuje pozrieť sa na aktivitu jednotlivých buniek veľmi detailne. V širšom biologickom výskume sa táto metóda využíva na odhalenie jemných zmien v génovej aktivite, ktoré by sa pri priemernom meraní mohli stratiť. V kombinácii s krvnými vzorkami astronautov môže poskytnúť presnejší obraz o tom, ako telo reaguje na let do vesmíru.

Čo môže tento typ výskumu znamenať pre budúce misie

Ak sa ukáže, že organové čipy spoľahlivo odrážajú reakcie astronautov, môžu sa stať užitočným nástrojom pri plánovaní dlhších letov. NASA naznačuje, že v budúcnosti by bolo možné posielať „avatarov“ astronautov v predstihu na hlbokovesmírne cesty a získať tak lepší obraz o rizikách ešte pred tým, než sa do takého prostredia vydá samotná posádka.

V praxi by to mohlo pomôcť aj pri zostavovaní personalizovaných lekárskych balíčkov. Ide zatiaľ o víziu, nie o hotové riešenie, no smer výskumu je zrejmý: lepšie predvídať individuálne zdravotné riziká a pripraviť sa na ne ešte pred štartom misie.

Čo zostáva otvorené a čo bude nasledovať

NASA upozorňuje, že analýza potrvá. Vedci musia spracovať zložité dátové súbory, výsledky overiť a až potom ich zverejniť v recenzovaných časopisoch. To znamená, že prvé závery sa budú objavovať postupne a časť z nich môže byť ešte upravená podľa ďalšieho overovania.

Zatiaľ teda nejde o uzavretý príbeh, ale o začiatok dlhšieho vyhodnocovania. Priebežné prezentácie na konferenciách môžu naznačiť smer, no konečný obraz prinesú až detailné publikácie. Aj preto je tento experiment zaujímavý nielen tým, že cestoval na Mesiac a späť, ale aj tým, že môže ukázať, ako sa vesmírna medicína posúva od všeobecných modelov k presnejšiemu, individuálnemu prístupu.

Zdroj: NASA Science

Pôvodný článok: https://science.nasa.gov/biological-physical/whats-next-for-artemis-ii-avatars/