Det finns ett antal hälsorisker med att gå ut i rymden. Bortsett från den ökade exponeringen för solstrålning och kosmiska strålar, finns det de märkbara effekterna mikrogravitet kan ha på människans fysiologi. Som Scott Kelly kan intyga går dessa utöver degeneration av muskler och ben och inkluderar nedsatt organfunktion, syn och till och med förändringar på genetisk nivå.
Intressant nog finns det också ett antal potentiella medicinska fördelar med mikrogravitet. Sedan 2014 har Dr. Joshua Choi, universitetslektor i biomedicinsk teknik vid University of Technology Sydney, undersökt hur mikrogravitet påverkar medicin och celler i människokroppen. I början av nästa år reser han och hans forskarteam till ISS för att testa en ny metod för att behandla cancer som är beroende av mikrogravitet.
Enligt Chou kom inspirationen till hans forskning från en konversation han hade med den avlidne och stora Stephen Hawking. Under samtalet påpekade Dr. Hawking hur ingenting i universum trotsar allvar. Senare, när en vän till Chou hade fått diagnosen cancer, kom han ihåg vad Dr. Hawking sa och började undra, "Vad skulle hända med cancerceller om vi tar dem ur allvar?"
Enkelt uttryckt, cancer är en sjukdom där celler börjar delas okontrollerat och sprider sig till vissa delar av kroppen och tar över dem. Cancerceller gör detta genom att samlas för att bilda en fast tumör i kroppen, som sedan växer tills cellerna signaleras att invadera friska vävnader - såsom hjärta, lungor, hjärna, lever, bukspottkörtel, etc.
En av de största snubblorna med cancerforskning är att ingen vet exakt när den punkten nås. Emellertid verkar processen genom vilken cancer växer och sprider sig tyder på att det finns ett medel genom vilket cellerna kan känna varandra och tynga samman och bilda en tumör.
Emellertid förstår biomedicinska forskare att det enda sättet cancerceller kan känna varandra på är genom mekaniska krafter, och att dessa krafter utvecklats för att arbeta i en miljö där det finns allvar. Detta motiverade Chou att tänka på sätt på vilka bristen på tyngdkraften kan hindra cancercellernas förmåga att dela och sprida sig.
Chou har viss erfarenhet av att bedriva rymdbaserad medicinsk forskning. När han arbetade på Harvard deltog han i ett projekt som resulterade i skapandet av ett läkemedel för behandling av osteoporos. En del av deras forskning skedde ombord på International Space Station (ISS). Som Chou förklarade:
"Den här första upplevelsen av att se hur rymdmiljön påverkar vår förståelse för cellbiologi och sjukdomsprogression inspirerade mig att fråga:" Varför kan vi inte tillämpa samma strategi för att studera andra celler och sjukdomar? "
Chou och hans team har redan testat effekterna av mikrogravitet på cancerceller i sitt laboratorium. För att göra detta skapade en av hans doktorander en anordning som i huvudsak är en behållare med en vävnadslåda med en liten centrifug inuti. Cellerna för olika sjukdomar finns i en serie av fröskidor i centrifugen, som sedan snurrar upp dem tills de upplever känslan av mikrogravitet.
Som Chou antydde var resultaten ganska uppmuntrande. "Vårt arbete har funnit att när de placerades i en mikrogravitetsmiljö, 80 till 90 procent av cellerna i de fyra olika cancertyperna som vi testade - äggstock, bröst, näsa och lunga - inaktiverades," sade han. ”Med funktionshindrade menar jag att de antingen dör eller flyter av eftersom de inte längre kan hålla på. Dessa fyra cancertyper är några av de svåraste krafterna att döda. ”
Ännu mer imponerande är det faktum att dessa resultat erhölls genom att helt enkelt förändra gravitationskrafter - dvs utan hjälp av droger. När de utsattes för mikrogravitetsbetingelser kunde cancercellerna inte känna varandra och hade därför mycket svårt att träffas.
”Att driva detta uppdrag har varit en hel teaminsats - jag känner mig väldigt lycklig att få stöd av min fakultet och en grupp mycket begåvade kvinnliga ingenjörsstudenter som inspirerar mig att fortsätta. De gör så mycket av det hårda arbetet för att göra detta projekt verklighet. ”
Nästa steg, som kommer att hända i början av nästa år, kommer att involvera att teamet skickar sitt experiment till ISS ombord på en specialdesignad rymdmodul (SpaceX kommer att tillhandahålla lanseringstjänster). Chou och hans kollegor kommer att tillbringa experimentets varaktighet (sju dagar) på marken, där de kommer att övervaka experimentets framsteg och genomföra livscellsavbildning via dataflöden.
När experimentet är klart kommer cellerna att frysas för sin återresa till jorden, varefter Chou och hans kollegor undersöker dem för genetiska förändringar. Om resultaten ombord på ISS bekräftar vad Chou och hans team hittade i labbet hoppas han att de kan utveckla nya behandlingar som kan ha samma effekt som mikrogravitet och neutralisera cancercellernas förmåga att känna varandra.
Idealt skulle dessa behandlingar inte utgöra ett botemedel, utan skulle kunna komplettera befintliga medicinska regimer mot cancer. I kombination med läkemedel och kemoterapi skulle behandlingar som härrör från denna forskning effektivt bromsa spridningen av cancer i människokroppen och därmed göra konventionella behandlingar effektivare och kortare livslängd (och billigare också).
”Jag hoppas också att detta är ett av många australiska rymdforskningsuppdrag. Mitt team och jag är så lyckliga att få möjligheten att göra denna forskning eftersom den är så sällsynt och vi kommer att använda våra uppdragsfynd för att signalera till den australiska forskarsamhället att rymdbiologiens och medicinens era är väl och verkligen här. ”
Denna forskning kommer också att komma till nytta i rymden, där astronauter tvingas tillbringa månader i mikrogravitet och utsätts för betydligt mer strålning (och därför med ökad risk att utveckla cancer). Dessa och andra steg som görs inom rymdmedicinens område visar ytterligare hur rymdbaserad forskning kan leda till kommersiella och medicinska fördelar för människor här på jorden.
