Az öregedés ellen a világűrben
(Rovat: Az emberi élet védelme, Különös találmányok , Az űrállomás és kontinensünk - 2019.05.20 07:15.)

Pontosan megtervezett nanorészecskékkel nemcsak az öregedéssel, hanem egyes krónikus betegségekkel is eredményesen veheti fel a harcot az orvostudomány – amiben űrkísérletek is segítenek.

Az öregedés fizikai velejárói jórészt a sejtek elhasználódásának, a sejtekben lejátszódó oxidációs folyamatoknak a következményei. Egy új európai űrkísérlet olyan innovatív antioxidáns részecskék kipróbálását célozza, amelyek hatékony antioxidánsként működhetnek. A SpaceX Dragon teherűrhajója május elején vitte fel a Nemzetközi Űrállomásra (ISS) azokat az élő sejteket és kerámiaszemcséket, amelyeket a súlytalanságban hat napra összezárnak egy inkubátorban. A mintákat kellemesen meleg, 30 °C-os környezetben vitték fel az ISS-re. Ott nemcsak a sugárzás, hanem a súlytalanság hatásának, sőt centrifugával szimulált nehézkedésnek is kiteszik azokat.

Olasz kutatók olyan, szervetlen anyagokból előállított nanorészecskékkel kísérleteznek, amelyek az élő szervezetekben előforduló enzimek hatását utánozzák. A képen látható nanoceria részecskéket úgy tervezték meg, hogy antioxidáns hatást fejtsenek ki. A képen a sejt váza (a citoszkeleton) pirosnak látszik, a nanorészecskék fluoreszcens zöld színűek, a sejtmagok pedig kékek. (Kép: Gianni Ciofani)

A „nano-antioxidáns” kísérlet eredményeit a kutatók reményei szerint fel tudják használni (nem csak a világűrben) az izomtömeg csökkenése, a szívrendellenességek, a cukorbetegségek és a Parkinson-kór kezelésében. A gének szintjén folyó vizsgálat eredményeképpen olyan, az adott betegségre szabott megoldásokat remélnek kifejleszteni, amelyek a tartós súlytalanság egészségre káros hatásait is csökkentik vagy megszüntetik.

A kísérletben apró, nanoceriának nevezett kerámiaszemcséket használnak, amelyek az élő szervezetek enzimeinek működését utánozzák. A pontosan megtervezett nanorészecskék antioxidáns hatásúak, ezáltal megvédik a szervezeteket az oxidatív stressz okozta károsodásoktól. (Az oxidatív stressz olyankor lép fel, amikor a szervezetben megbomlik a szabad gyökök (prooxidánsok) és az antioxidánsok egyensúlya. Az oxidatív stressz természetes körülmények közt is fellép, és szerepe van az öregedés folyamatában és több kórkép kialakulásában is.) A kísérletet az Olasz Technológiai Intézetben Gianni Ciofani vezeti, aki elmondta, hogy a nanotechnológia orvosi alkalmazásával kapcsolatos kísérleteket a Földön már végeztek, súlytalanságban azonban még kezdeti stádiumban járnak a kísérletek.

Európai kutatók a NASA Kennedy Űrközpontjában válogatták ki a legalkalmasabb sejtkultúrákat, amelyekkel az ISS-en végrehajtják a nano-antioxidáns kísérletet. (Kép: ESA)

A kísérlet során a sejtek felveszik a nanoceria részecskéket, amelyek tartósan – több héten keresztül – antioxidáns hatást fejtenek ki, vagyis nincs szükség az anyag gyógyszer vagy injekció formájában történő ismételt bevitelére. A 2017-ben az ISS-en végrehajtott hasonló kísérletben a nanorészecskék stabilak maradtak, és védelmet nyújtottak az izomsejtek számára. A mostani kísérletben a mintákat és a nanoceria részecskéket hat napig tartják az ISS fedélzeti mini-laboratóriumában, a Kubik nevű inkubátorban.

A Kubik nevű, 40 cm-es élhosszúságú kocka alakú berendezés az ISS-en. (Kép: NASA)

A minták felét súlytalanságban hagyják, míg a többit a centrifugában előállított, a földi nehézkedést utánzó 1g terhelésnek teszik ki. A kísérlet végeztével a mintákat –80 °C-on tárolják, majd a Földre visszahozva megvizsgálják. Eközben a földi mintát ugyanilyen körülmények közt tartják, összehasonlításuk alapján pedig megpróbálják különválasztani a súlytalanság és az egyéb környezeti tényezők, például a sugárzás hatását.

A nanoceria elnevezésű kerámiaszemcsékkel utánozható az enzimek biológiai viselkedése. (Kép: Gianni Ciofani)