Magyar élettani pályázat a Nemzetközi Űrállomásra
(Rovat: Hazai kutatóhelyek és űripar, Álmuk a világűr - 2006.07.08 14:06.)

A SURE program keretén belül számos hazai kutatócsoport is megpályázza a lehetőséget, hogy a Nemzetközi Űrállomáson végezhessen kísérleteket. Az Országos Epidemiológiai Központ Mikrobiológiai Kutatócsoportja a sejtek citokin-termelésének vizsgálatával pályázik.

A Nemzetközi Űrállomás az emberiség történetének eddigi legnagyobb tudományos vállalkozása. Az Egyesült Államok, Oroszország, Kanada, Japán valamint Európa együttműködésével 1998 novemberében kezdődött meg az Űrállomás összeszerelése, amely 2000 óta működik közös tervezés, fejlesztés és irányítás alatt. Az Űrállomás széleskörű, világszínvonalú lehetőséget biztosít olyan kísérletek számára is, amelyek a súlytalanság körülményei között lejátszódó élettani folyamatokat vizsgálják.

Az ESA pályázatot hirdetett (SURE project) az Európai Unióhoz újonnan csatlakozott országok, így Magyarország számára is olyan űrélettani kísérletek tervezésére, amelyek megfelelnek a Nemzetközi Űrállomáson folyó alap és alkalmazott kutatások feltételeinek és színvonalának. A magyarországi szakemberek rendkívüli érdeklődését mutatja, hogy az összes pályázat egyharmada - 9 pályamunka - hazai laboratóriumból érkezett.

Kutatócsoportunk, az Országos Epidemiológiai Központ Mikrobiológiai Kutatócsoportján belül működő Űrélettani Laboratórium szintén benyújtotta pályázatát Citokin gén expresszió az űrben címmel. Laboratóriumunk már 1980-ban, Farkas Bertalan űrutazása alkalmával a világon elsőként olyan kísérletet végzett, amely sejtbiológiai folyamatokat hasonlított össze súlytalanságban és gravitációs körülmények között. Akkor az emberi vér fehérvérsejtjei által termelt citokinek képződését vizsgáltuk. A citokinek alapvetően sejtek közötti kapcsolatokat közvetítő fehérjemolekulák. Fontos szerepük van a természetes immunitásban, befolyásolják a nyiroksejtek képződését, differenciálódását is. Számtalan funkciójuk közül talán legfontosabb a gyulladásos folyamatokban játszott szerepük, de legújabb kutatások szerint közük lehet olyan neurodegeneratív betegségekhez is, mint a Parkinson-kór, az Alzheimer-kór, vagy a szklerózis-multiplex. Az eredmény nagy érdeklődést váltott ki világszerte: az űrhajón súlytalanságnak kitett sejttenyészetek 4-8-szor annyi citokint termeltek, mint a földi laboratóriumban lévők. A Szojuz-7 fedélzetén megismételtük a kísérletet, amely ugyanezt az eredményt hozta.

A jelenség további vizsgálatát földi körülmények között kellett megoldanunk: előbb - évekkel megelőzve a NASA-t - saját tervezésű clinostatban, jelenleg a NASA általunk továbbfejlesztett RCCS (Rotary Cell Culture System) készülékében tenyésztjük az emberi vérből szeparált citokintermelő fehérvérsejteket, és ELISA-teszttel mérjük a citokinek képződését szimulált mikrogravitációs körülmények között. Sikerült in vitro mikrogravitációs körülmények között citokinszint növekedést elérni humán sejttenyészetben, így az RCCS készülékben végzett kísérlet kiváló modellje az emberi szervezetben lezajló citokinszint emelkedéssel járó kóros folyamatoknak. Bizonyos citokinek termelődése akár 32-szeresére nőhet mikrogravitációs környezetben: a súlytalanság aktiválja az emberi szervezet immunválaszát.

A SURE pályázat elnyerése lehetőséget adhatna e jelenségek genetikai magyarázatára. Kutatócsoportunk olyan kísérletet tervez a Nemzetközi Űrállomáson, amely az 1980-85-ös űrutazás alkalmával már jól bevált berendezés továbbfejlesztett változatát használná a fehérvérsejtek tárolására. Fontos szempont, hogy a tartály kis helyigényű, könnyen kezelhető és törhetetlen legyen, valamint hogy az alkatrészek illesztése (pl. csavarok) rendkívül erős rázkódás és vibráció esetén is stabilan tartsanak. A Szojuz-6 és Szojuz-7 fedélzetén csak a citokin szint változását mértük, az Űrállomásra tervezett kísérletünk segítségével a változások genetikai hátterét vizsgálnánk. Ezúttal szeretnénk megismerni a különböző citokin molekulák bizonyos génjeinek működését, és ezen keresztül az immunológiai folyamatokat irányító genetikai szabályozó rendszert. A pályázat elnyerése szempontjából az egyik legjelentősebb szempont, hogy berendezésünk kezelése az Űrállomáson dolgozó személyzet számára egyszerű legyen, és kevés időt vegyen igénybe. Az általunk tervezett emberi fehérvérsejteket tartalmazó eszközt 4°C-on történő szállítás után egy asztronauta 37°C-os termosztátba helyezi, majd pár napos - a protokollban pontosan rögzített – inkubáció után 4°C-on visszajuttatja a Földre, ahol ezután a német és magyar együttműködő laboratóriumokban megindulhat a súlytalanságnak kitett és a földi kontroll minták hónapokig tartó vizsgálata és az eredmények analizálása.

Munkacsoportunknak komoly esélye van a SURE pályázat elnyerésére, hiszen tervezett kísérletünk a már kipróbált és bevált berendezésünk segítségével egyszerűen, olcsón, biztonságosan kivitelezhető, ugyanakkor a várható eredmények rendkívül jelentősek lehetnek. A citokinek képződésének genetikai vizsgálata során egyrészt megismerhetjük az immunológiai folyamatok szabályzó mechanizmusait mikrogravitációs körülmények között, ezek az eredmények felhívják majd a figyelmet az űrhajósok immunrendszerének zavaraira az űrutazások alkalmával. Másrészt a lehetőség, hogy a citokinek képződését a Nemzetközi Űrállomáson tanulmányozhassuk, létfontosságú információkkal szolgálhat jelenleg még végzetes neurodegeneratív betegségek okainak vizsgálatához és gyógyításához.

Várkonyi Andrea, Bátkai László, Bakos Ágnes