Na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS), jedinstvenom laboratoriju koji kruži 400 kilometara iznad naših glava, uskoro započinje nova era znanstvenih istraživanja s dolaskom misije NASA SpaceX Crew-11. Posada, sastavljena od iskusnih astronauta i znanstvenika, provest će niz revolucionarnih eksperimenata koji bi mogli preoblikovati medicinu, prehranu i naše razumijevanje života izvan Zemlje. U fokusu njihove misije, koja će trajati nekoliko mjeseci, nalaze se studije koje sežu od masovne proizvodnje matičnih stanica do razvoja alternativa za antibiotike i uzgoja biljaka u nultoj gravitaciji. Ovi napori nisu samo ključni za buduće dugotrajne misije na Mjesec i Mars, već obećavaju i značajne dobrobiti za čovječanstvo na našem planetu.

Posadu čine NASA-ini astronauti Zena Cardman, koja će preuzeti ulogu zapovjednice misije, i Mike Fincke, iskusni pilot i veteran svemirskih letova, te astronaut Japanske agencije za istraživanje svemira (JAXA), Kimiya Yui. Za Cardman, geobiologinju s iskustvom u antarktičkim ekspedicijama, ovo je prvi svemirski let, dok Fincke iza sebe ima gotovo 400 dana provedenih u orbiti tijekom tri prethodne misije. Yui, bivši pilot i pukovnik Japanskih zračno-samoobrambenih snaga, također se vraća na postaju nakon svog prvog boravka 2015. godine. Njihova kombinacija znanstvene stručnosti i letačkog iskustva čini ih idealnim timom za provođenje kompleksnih znanstvenih zadataka koji ih očekuju.

Revolucija u regenerativnoj medicini: Uzgoj matičnih stanica u svemiru

Jedan od najambicioznijih eksperimenata misije Crew-11 je StemCellEx-IP1, usmjeren na korištenje mikrogravitacije za masovnu proizvodnju induciranih pluripotentnih matičnih stanica (iPSC). Ove stanice, stvorene reprogramiranjem stanica kože ili krvi, imaju nevjerojatnu sposobnost transformacije u bilo koji tip stanice u tijelu. To ih čini kamenom temeljcem regenerativne medicine s potencijalom za liječenje bolesti poput Parkinsona, dijabetesa, srčanih oboljenja i oštećenja leđne moždine. Međutim, na Zemlji je njihova proizvodnja ograničena. Zbog gravitacije, stanice se uzgajaju u 2D slojevima, što otežava dobivanje velikih količina potrebnih za kliničku primjenu.

U bestežinskom stanju svemirske postaje, stanice se mogu slobodno širiti u tri dimenzije, formirajući sferične agregate. Istraživači se nadaju da će ovaj 3D uzgoj omogućiti proizvodnju i do 1000 puta više stanica nego što je to moguće na Zemlji. Osim kvantitete, očekuje se i poboljšanje kvalitete stanica, što bi ih učinilo pogodnijima za terapijsku upotrebu. Uspjeh ovog eksperimenta mogao bi otvoriti vrata personaliziranoj medicini, gdje bi se pacijentove vlastite stanice mogle koristiti za stvaranje zamjenskih tkiva i organa, čime bi se rizik od odbacivanja sveo na minimum. To predstavlja nevjerojatan potencijal za poboljšanje života i pronalazak lijekova za bolesti koje se danas smatraju neizlječivima.

Borba protiv superbakterija: Fagi kao alternativa antibioticima

Dugotrajni boravak u svemiru nosi brojne zdravstvene rizike, a jedan od najozbiljnijih je prijetnja od bakterijskih infekcija. Prethodne studije pokazale su da neke bakterije u mikrogravitaciji postaju virulentnije i brže rastu, dok istovremeno učinkovitost antibiotika opada. Ovaj problem, zajedno s globalnom prijetnjom rastuće otpornosti na antibiotike na Zemlji, potaknuo je znanstvenike da traže alternativna rješenja.

Tu na scenu stupa istraga Genes in Space-12, projekt osmišljen od strane srednjoškolskih učenika, Isabelle Chuang i Julije Gross. Njihov eksperiment proučavat će interakciju između određenih bakterija i bakteriofaga – virusa koji prirodno inficiraju i uništavaju bakterije. Fagi, kako ih se skraćeno naziva, smatraju se obećavajućom alternativom antibioticima. Cilj ovog istraživanja je utvrditi kako mikrogravitacija utječe na sposobnost faga da eliminiraju bakterije. Ako se pokaže da su fagi učinkoviti i u svemiru, to bi moglo drastično smanjiti ovisnost o antibioticima tijekom budućih misija na Mjesec i Mars. Štoviše, fagi proizvedeni u svemiru mogli bi imati jedinstvena svojstva koja bi se mogla iskoristiti za razvoj novih terapija za borbu protiv superbakterija ovdje na Zemlji, revolucionarizirajući način na koji upravljamo bakterijskim infekcijama.

Održiva prehrana za buduće istraživače svemira

Prehrana je ključan faktor za zdravlje astronauta, no osiguravanje svježih i hranjivih namirnica na višegodišnjim misijama, poput putovanja na Mars, predstavlja ogroman logistički izazov. Vitamini i drugi nutrijenti u prethodno zapakiranoj hrani s vremenom gube svoju potentnost, što može dovesti do ozbiljnih zdravstvenih problema, kao što je skorbut uzrokovan nedostatkom vitamina C. Eksperiment BioNutrients-3 nastavlja se na prethodna istraživanja s ciljem razvoja sustava za proizvodnju nutrijenata "na zahtjev".

Ideja je koristiti genetski modificirane mikroorganizme, poput kvasca i bakterija, koji mogu godinama ostati neaktivni, a zatim se po potrebi aktivirati kako bi proizveli svježe nutrijente. Posada Crew-11 testirat će proizvodnju jogurta i napitka na bazi kvasca. Poseban naglasak stavljen je na sigurnost hrane. Sustav uključuje mogućnost pasterizacije za uništavanje neželjenih mikroorganizama, kao i senzor nazvan E-Nose (elektronički nos) koji može "nanjušiti" potencijalne patogene. Tu su i pH indikatori koji promjenom boje vizualno pokazuju napredak fermentacije. Posebno zanimljiv dio istraživanja je testiranje "pasaže jogurta" – metode gdje se mali dio gotovog jogurta koristi za pokretanje nove kulture, slično održavanju startera za kiselo tijesto. Ovaj održivi pristup mogao bi eliminirati brige oko roka trajanja i značajno smanjiti masu tereta koji se mora lansirati sa Zemlje.

Temelji života u nultoj gravitaciji: Misterij stanične diobe biljaka

Mogućnost uzgoja vlastite hrane ključna je za samoodrživost budućih svemirskih kolonija na Mjesecu ili Marsu. Iako su astronauti na ISS-u već uspješno uzgojili nekoliko vrsta salate i povrća, fundamentalni procesi koji upravljaju rastom biljaka u svemiru još uvijek nisu u potpunosti shvaćeni. Istraga koju provodi JAXA, pod nazivom Plant Cell Division, zaronit će duboko u osnove biljne biologije.

Ovaj eksperiment proučavat će kako mikrogravitacija utječe na staničnu diobu, temeljni proces rasta svakog organizma. Znanstvenici će promatrati zelene alge i kultivirane stanice duhana, koje se izuzetno brzo dijele, što ih čini idealnim modelima za promatranje. Koristeći napredni konfokalni mikroskop na postaji, posada će u stvarnom vremenu pratiti diobu stanica i formiranje mikrotubularnih struktura koje su za taj proces ključne. Razumijevanje kako se biljke prilagođavaju nedostatku gravitacijskog signala, koji na Zemlji usmjerava rast korijena prema dolje, a stabljike prema gore, neophodno je za razvoj učinkovitih metoda svemirske poljoprivrede. Spoznaje iz ovog istraživanja mogle bi, također, pomoći u optimizaciji poljoprivredne proizvodnje i na Zemlji.

ISS kao odskočna daska za budućnost

Međunarodna svemirska postaja, koja već gotovo 25 godina neprekidno ugošćuje ljudske posade, predstavlja više od znanstvenog laboratorija; ona je ključna platforma za pripremu čovječanstva za sljedeći veliki korak u istraživanju svemira. Svaki od eksperimenata koje će provesti posada Crew-11 dio je veće slagalice koja NASA-in program Artemis i buduće misije na Mars čini ostvarivima. Rješenja za medicinske probleme, održivu proizvodnju hrane i razumijevanje osnovnih bioloških procesa u svemiru temelj su na kojem će se graditi dugoročna ljudska prisutnost izvan Zemlje.

Istovremeno, ISS potiče razvoj komercijalnih prilika u niskoj Zemljinoj orbiti. Suradnja s privatnim tvrtkama poput SpaceX-a ne samo da osigurava prijevoz posada i tereta, već i otvara vrata novoj ekonomiji u svemiru. Istraživanja koja se provode na postaji, od farmaceutike do materijala, imaju ogroman komercijalni potencijal. Na taj način, ISS služi kao most između današnjih postignuća i budućnosti u kojoj će svemir biti dostupniji, a ljudski doseg proširen dublje u Sunčev sustav.

Izvor: NASA