Es gibt eine Reihe von Gesundheitsrisiken, die mit dem Weltraum verbunden sind. Abgesehen von der erhöhten Exposition gegenüber Sonnenstrahlung und kosmischer Strahlung gibt es die bemerkenswerten Auswirkungen, die die Mikrogravitation auf die menschliche Physiologie haben kann. Wie Scott Kelly bezeugen kann, gehen diese über die Muskel- und Knochendegeneration hinaus und umfassen eine verminderte Organfunktion, Sehkraft und sogar Veränderungen auf genetischer Ebene.
Interessanterweise bietet die Schwerelosigkeit auch eine Reihe potenzieller medizinischer Vorteile. Seit 2014 untersucht Dr. Joshua Choi, Dozent für Biomedizintechnik an der University of Technology in Sydney, wie sich die Schwerelosigkeit auf Medizin und Zellen im menschlichen Körper auswirkt. Anfang nächsten Jahres werden er und sein Forschungsteam zur ISS reisen, um eine neue Methode zur Behandlung von Krebs zu testen, die auf Mikrogravitation beruht.
Laut Chou kam die Inspiration für seine Forschung aus einem Gespräch mit dem verstorbenen und großartigen Stephen Hawking. Während des Gesprächs bemerkte Dr. Hawking, wie nichts im Universum der Schwerkraft trotzt. Später, als bei einem Freund von Chou Krebs diagnostiziert worden war, erinnerte er sich an das, was Dr. Hawking gesagt hatte, und begann sich zu fragen: "Was würde mit Krebszellen passieren, wenn wir sie aus der Schwerkraft nehmen?"
Einfach ausgedrückt, Krebs ist eine Krankheit, bei der sich Zellen unkontrolliert teilen und sich auf bestimmte Körperteile ausbreiten und diese übernehmen. Krebszellen bilden zusammen einen festen Tumor im Körper, der dann wächst, bis den Zellen signalisiert wird, in gesundes Gewebe wie Herz, Lunge, Gehirn, Leber, Bauchspeicheldrüse usw. einzudringen.
Einer der größten Stolpersteine bei der Krebsforschung ist, dass niemand genau weiß, wann dieser Punkt erreicht ist. Der Prozess, durch den Krebs wächst und sich ausbreitet, scheint jedoch darauf hinzudeuten, dass es ein Mittel gibt, mit dem die Zellen sich gegenseitig wahrnehmen und zusammen gravitieren können, um einen Tumor zu bilden.
Biomedizinische Forscher verstehen jedoch, dass Krebszellen sich nur durch mechanische Kräfte gegenseitig wahrnehmen können und dass sich diese Kräfte entwickelt haben, um in einer Umgebung zu wirken, in der es Schwerkraft gibt. Dies motivierte Chou, über Möglichkeiten nachzudenken, wie der Mangel an Schwerkraft die Fähigkeit von Krebszellen, sich zu teilen und zu verbreiten, beeinträchtigen könnte.
Chou hat einige Erfahrung in der Durchführung weltraumgestützter medizinischer Forschung. Während seiner Arbeit in Harvard nahm er an einem Projekt teil, das zur Entwicklung eines Arzneimittels zur Behandlung von Osteoporose führte. Ein Teil ihrer Forschung fand an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) statt. Wie Chou erklärte:
"Diese erste Erfahrung zu sehen, wie sich die Weltraumumgebung auf unser Verständnis der Zellbiologie und des Fortschreitens von Krankheiten auswirkt, hat mich zu der Frage inspiriert:" Warum können wir nicht dieselbe Strategie auf die Untersuchung anderer Zellen und Krankheiten anwenden? "
Chou und sein Team haben bereits in ihrem Labor die Auswirkungen der Mikrogravitation auf Krebszellen getestet. Zu diesem Zweck schuf einer seiner Doktoranden ein Gerät, bei dem es sich im Wesentlichen um einen Behälter in Taschentuchbox-Größe mit einer kleinen Zentrifuge handelt. Die Zellen verschiedener Krankheiten sind in einer Reihe von Schalen innerhalb der Zentrifuge enthalten, die sie dann drehen, bis sie das Gefühl der Mikrogravitation erfahren.
Wie Chou anzeigte, waren die Ergebnisse eher ermutigend. "Unsere Arbeit hat ergeben, dass 80 bis 90 Prozent der Zellen in den vier verschiedenen Krebsarten, die wir getestet haben - Eierstock, Brust, Nase und Lunge -, in einer Schwerelosigkeitsumgebung behindert waren", sagte er. „Mit behindert meine ich, dass sie entweder sterben oder wegschweben, weil sie sich nicht mehr festhalten können. Diese vier Krebsarten gehören zu den am schwersten zu tötenden Krebsarten. “
Noch beeindruckender ist die Tatsache, dass diese Ergebnisse durch einfaches Ändern der Gravitationskräfte erhalten wurden - d. H. Ohne die Hilfe von Arzneimitteln. Unter Mikrogravitationsbedingungen konnten sich die Krebszellen nicht gegenseitig wahrnehmen und hatten es daher sehr schwer, zusammenzukommen.
„Diese Mission voranzutreiben war eine ganze Teamleistung. Ich bin sehr glücklich, von meiner Fakultät und einer Gruppe sehr talentierter Ingenieurstudentinnen unterstützt zu werden, die mich dazu inspirieren, weiterzumachen. Sie leisten so viel harte Arbeit, um dieses Projekt Wirklichkeit werden zu lassen. “
Der nächste Schritt, der Anfang nächsten Jahres stattfinden wird, besteht darin, dass das Team sein Experiment an Bord eines speziell entwickelten Weltraummoduls an die ISS sendet (SpaceX wird Startdienste bereitstellen). Chou und seine Kollegen werden die Dauer des Experiments (sieben Tage) vor Ort verbringen, wo sie den Fortschritt des Experiments überwachen und die Bildgebung von lebenden Zellen über Datenfeeds durchführen.
Sobald das Experiment abgeschlossen ist, werden die Zellen für ihre Rückreise zur Erde eingefroren, woraufhin Chou und seine Kollegen sie auf genetische Veränderungen untersuchen. Wenn die Ergebnisse an Bord der ISS bestätigen, was Chou und sein Team im Labor gefunden haben, hofft er, dass sie neue Behandlungen entwickeln können, die den gleichen Effekt wie die Mikrogravitation haben und die Fähigkeit der Krebszellen neutralisieren, sich gegenseitig zu erkennen.
Im Idealfall stellen diese Behandlungen keine Heilung dar, sondern können bestehende medizinische Therapien gegen Krebs ergänzen. In Kombination mit Medikamenten und Chemotherapie würden Behandlungen, die sich aus dieser Forschung ergeben, die Ausbreitung von Krebs im menschlichen Körper effektiv verlangsamen, wodurch herkömmliche Behandlungen effektiver und kurzlebiger (und auch kostengünstiger) werden.
„Ich hoffe auch, dass dies eine von vielen australischen Weltraumforschungsmissionen ist. Mein Team und ich haben das große Glück, die Gelegenheit zu dieser Forschung zu erhalten, da dies so selten ist. Wir werden unsere Missionsergebnisse nutzen, um der australischen Forschungsgemeinschaft zu signalisieren, dass die Ära der Weltraumbiologie und -medizin wirklich da ist. "
Diese Forschung wird sich auch im Weltraum als nützlich erweisen, wo Astronauten gezwungen sind, Monate in der Schwerelosigkeit zu verbringen und erheblich mehr Strahlung ausgesetzt sind (und daher einem erhöhten Krebsrisiko ausgesetzt sind). Diese und andere Fortschritte auf dem Gebiet der Weltraummedizin zeigen weiter, wie weltraumgestützte Forschung zu kommerziellen und medizinischen Vorteilen für die Menschen hier auf der Erde führen kann.
