🚀 На Artemis II летят не только астронавты
Вчера весь мир, затаив дыхание наблюдал, как корабль Orion отправился в путешествие вокруг Луны.
С замиранием сердца смотрела и я (Ginger), потому что, во-первых, на курсе по байесовской статистике мы разбирали катастрофу 1986. И мне очень не по себе с тех пор.
А во-вторых, как сказал мне однажды человек, выросший среди космонавтов, надо обладать большой отвагой, чтобы доверить коллегам посадить тебя на бензобак размером в 9-этажку и поджечь снизу.
Но поскольку я занимаюсь не космосом, а биоинженерией, мне особенно невероятно был узнать, что вместе с экипажем полетели их персональные "аватары". Это маленькие чипы размером с флешку, где внутри - живые клетки костного мозга каждого из четырёх астронавтов.
Идентичная партия осталась на Земле, как и положено в науке - в качестве контрольной выборки.
И как вы уже догадались, сегодня пост про эксперимент AVATAR (A Virtual Astronaut Tissue Analog Response) от NASA.
💡 Зачем этот эксперимент?
Радиация + микрогравитация ускоряют развитие ряда болезней с десятилетий до дней. Атеросклероз, потеря костной массы, сбои иммунитета на Земле развивается всю жизнь, а в космосе может проявиться за 10-дневный полёт.
За пределами магнитосферы Земли экипаж впервые за 50 лет встретится с настоящим галактическим космическим излучением (МКС находится внутри магнитосферы, есличто). Именно это излучение — главная угроза для будущих миссий на Марс: три года в пути, без маминой защиты. А если мы хотим добраться до Марса, нам надо очень хорошо понимать, в каком состоянии мы долетим, и как восстановиться.
💸Почему именно/только эти органы?
Костный мозг - один из самых радиочувствительных органов. А еще это очень дорого (минимум $20k за каждый organ-on-chip и $5 млн за lab-in-a-box)
🧪Как это устроено?
Космонавты просто сдают кровь на тромбоциты. Из образца с помощью магнитных частиц выделяют редкие стволовые клетки костного мозга и помещают их вместе с клетками кровеносных сосудов внутрь микрофлюидного чипа. Они там организуются в функциональную систему. Получается миниатюрная живая модель костного мозга - размером с ноготок.
После приводнения учёные посмотрят в микроскоп, сделают анализ что там выжило, как поменялось, а также секвенируют РНК на уровне отдельных клеток, чтобы понять как изменилась экспрессия тысяч генов. Не в среднем по экипажу - а у каждого конкретного человека, на клеточном уровне. И это огромный датасет. Не факт, что он будет публичным, но ждём.
⚙️ Как "аватары" выживают в космосе?
На борту нет биохимиков, а лаборатория меньше, чем ручная кладь - размером с обувную коробку (50×38×30 см), разработанном компанией Space Tango. Внутри непрерывная перфузия питательными веществами, поддержание температуры 37°С и литиевые батареи на 14 дней автономной работы (10 дней миссии + запас на после приводнения). Вся система работает сама. Космонавты нажимают одну кнопку в день и проверяют, что всё в порядке.
🧬Почему это важно?
Во-первых, человечество пытается сократить in-vivo эксперименты на животных, и найти другую подходящую модель для исследований.
Во-вторых, важно понимать, как лекарства работают именно в человеческом организме.
FDA уже разрешает использование данных с органных чипов в заявках на исследования лекарственных препаратов. AVATAR - это и беспрецедентная валидация самой модели, и ускорение перехода от усреднённой медицины к персонализированной.
Учёные рисуют sci-fi картинку: перед миссией космонавт может сдавать тест на своих собственных клетках и получать индивидуальную аптечку, собранную под его биологию - ещё до старта. На МКС, Луну, а то и на Марс когда-нибудь.
На самом деле, было бы круто такую персонализированную аптечку иметь и на Земле, и к этому нас приближает в том числе этот эксперимент.
🌕 В общем, маленький чип для человека - огромный шаг для человечества.