Tam, gdzie są ludzie, tam są i myszy. Nie inaczej jest w przypadku badań biologicznych w kosmosie. Mus musculus (mysz domowa) jest organizmem powszechnie wykorzystywanym w badaniach biologicznych. Naukowcy wybierają ten gatunek gryzoni ze względu na ich rozmiar, szybki cykl życiowy, niskie koszty, łatwość utrzymania oraz materiał genetyczny podobny do ludzkiego.
Życie myszy w kosmosie w trakcie ich pierwszej misji z 2014 roku. Źródło: NASA.
Uczeni cały czas starają się zrozumieć jak mikrograwitacja czy promieniowanie kosmiczne wpłynie na organizmy astronautów w trakcie długotrwałych misji kosmicznych, np. na Księżyc czy Marsa. W tym celu przeprowadzane są przeróżne badania, nie tylko na Ziemi, z udziałem organizmów podobnych do ludzkich pod względem biologii układów, aby zidentyfikować skutki misji kosmicznych.
Siedlisko gryzoni w przestrzeni kosmicznej
W 2014 roku swój debiut miał system sprzętowy do badań nad gryzoniami, wysłany na ISS w ramach programu Rodent Research (RR). Badania tego projektu skupiały się głównie wokół wpływu mikrograwitacji i przebywania w przestrzeni kosmicznej na różne układy czy mechanizmy w organizmie oraz miały dać nam odpowiedzi na pytania dotyczące ludzkiego życia na Ziemi i w kosmosie. Celem pierwszej misji (RR-1) była ocena czy mikrograwitacja może ujawnić mechanizmy zaniku mięśni szkieletowych, dzięki czemu możliwa byłaby poprawa terapii pacjentów na Ziemi.
Innym celem do realizacji wyznaczonym przez naukowców był test sprzętu, który się powiódł. System składa się z trzech modułów, pierwszy stanowi transporter, w którym myszy zostały przetransportowane na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Po przybyciu do celu gryzonie zostały przeniesione do modułu drugiego będącego siedliskiem, w którym spędziły całą misję. Część trzecia stanowiła jednostkę wykorzystywaną do bezpiecznego przenoszenia zwierząt z transportera do siedliska.
System sprzętowy do badań nad gryzoniami, składający się z trzech modułów: transportowego, pośredniego i siedliska.
Program nie zakończył się tylko na jednej misji. Po zaobserwowaniu, że myszy angażowały się we wszystkie typowe dla ich gatunku aktywności, naukowcy zapragnęli wiedzieć jeszcze więcej. W związku z tym przeprowadzono szereg misji w ramach tego programu, które miały pomóc nam odpowiedzieć na nurtujące nas pytania.
Rodent Research ciąg dalszy
Nic nie stało na przeszkodzie do jak najszybszego rozpoczęcia kolejnych misji i już w 2015 roku wystrzelono na ISS RR-02. Podczas tej misji naukowcy postanowili zbadać wpływ środowiska kosmicznego na układ mięśniowo-szkieletowy oraz neurologiczny, żeby pomóc m.in. opracować nowe metody leczenia zaburzeń związanych z tymi układami.
Anne McClain podczas misji RR-2.
Przeprowadzone badania dawały nadzieję na zbliżenie się do odkryć, które sprawią, że będziemy mogli zapobiegać negatywnym skutkom lotów kosmicznych. Od dawna wiadome jest to, że lepiej jest czemuś zapobiegać niż to leczyć, ale trzeba również wiedzieć, jak coś leczyć. Wiemy już, że przebywanie w przestrzeni kosmicznej, w warunkach mikrograwitacji powoduje osłabienie układu kostno-stawowego i zanik mięśni. Sprawia to, że przestrzeń kosmiczna jest miejscem idealnym do wystawienia wszystkich mięśni na warunki powodujące atrofię (zanik mięśni) w celach badawczych. Nieskorzystanie z możliwości przeprowadzenia eksperymentów w tych warunków byłoby kompletną głupotą ze strony uczonych.
Spowodowało to, że CASIS (Center for the Advancement of Science in Space) w ramach trzeciej już misji RR-3 zawarło współpracę z firmą farmaceutyczną Eli Lilly and Company. Celem współpracy była ocena nowego potencjalnego leczenia zaniku i osłabienia układu mięśniowego. Udało się ocenić zdolności do zapobiegania chorobom u myszy narażonych na długotrwałe przebywanie w przestrzeni kosmicznej.
Naukowcy w dalszym ciągu nie poddają się, szukając odpowiedzi. Kolejne badania opierały się na zidentyfikowaniu kolejnych skutków długotrwałych misji kosmicznych na układ kostny, mięśniowy, krwionośny, pokarmowy, odpornościowy czy nawet nerwowy, w tym narząd wzroku.
Mikrobiom i wzrok w przestrzeni kosmicznej
Zapewne na co dzień nie myślimy o tym, że w naszych organizmach żyją inne – mikroorganizmy, zwane też powszechnie mikrobiomem. Wbrew pozorom musimy pamiętać, że bez nich nasze życie nie wyglądałoby tak samo, ponieważ odgrywają one niesamowicie ważne role w życiu człowieka. Przekraczając granicę ziemskiej atmosfery i wkraczając w przestrzeń kosmiczną, należy pamiętać o tym, że narażamy także naszych małych przyjaciół na odmienne warunki. Podczas misji RR-7 naukowcy postanowili dokładnie się przyjrzeć, jak radzą sobie te mikroorganizmy w warunkach mikrograwitacji oraz jaki wpływ będzie to miało na funkcjonowanie organizmu, w którym się znajdują. Ciężko jest wyobrazić sobie problemy jelitowe, będąc 10 km od domu, a co dopiero na innej planecie.
Patrząc na opisany wyżej problem szybko można zmienić zdanie o powadze sytuacji, bo kolejnym skutkiem, który prawdopodobnie jest dla nas niewyobrażalny, jest to, że podczas długotrwałych misji kosmicznych dochodzi do zaburzeń widzenia. Misja RR-18 zakończona we wrześniu 2022 roku miała za zadanie pomóc w odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób loty kosmiczne wpływają na wzrok. Naukowcy skupili się również na zmianach zachodzących układzie naczyniowym siatkówki. Leczenie takich skutków byłoby marzeniem, ale na razie zostaje nam tylko zapobieganie.
Wyniki badań mają dać nam jaśniejszy obraz tego jak zachodzą te procesy i mechanizmy biologiczne stojące za zmianami, co pomogłoby w opracowaniu środków zaradczych. Przetestowano metaloporfirynę, czyli związek, który może ochronić nas przed nieodwracalnymi defektami obserwowanymi w strukturze i funkcjonowaniu niezwykle ważnego narządu, jakim jest oko.
Wciąż podróże na inne planety czy ciała niebieskie bez żadnych skutków ubocznych zostają tylko marzeniem, ale zawsze pozostaje nam nadzieja na przełom w nauce. Taką nadzieję dają nam gryzonie.
