Férgek készíthetik elő az emberi űrrepülés új fejezetét

Egy fonalféreg tárhatja a tudósok elé a súlytalanság és a világűr sugárzásának biológiai hatásait, és talán arra is választ ad, hogyan védjük meg a Föld biztonságot nyújtó mágneses mezejéből kilépő űrhajósokat.

A Nemzetközi Űrállomás fedélzetén 2004-ben elvégzett kísérletsorozat tanúsága szerint a C. elegans féreg biológiai reakciói megdöbbentően hasonlóak az emberekéhez. "Összességében a kísérlet igazolta, hogy a C. elegans alkalmazható az űrrepülések során jelentkező izomsorvadás mechanizmusának vizsgálatára" - mondta Nathaniel Szewczyk, a brit Nottingham Egyetem biomedikai kutatója, a kutatócsoport tagja. Szewczyk szerint a férgek egyaránt alkalmasak a sugárzás és az izomproblémák tanulmányozására, melyekről igen hiányosak az ismereteink. A kutatók akár hosszú távú, a szomszédos bolygókra, vagy azokon túlra irányuló robotküldetések fedélzetén is elhelyezhetik a férgeket, miközben távolról nyomon követhetik életfunkcióikat és környezet okozta változásokat.

A kutatók régóta próbálnak rájönni, miért gyengíti az űrhajósok izomzatát a hosszú távú űrutazás. Sokan egyetértenek abban, hogy a mikrogravitációs környezet valahogy csökkenti az új izomfehérjék és szövetek termelődésének ütemét. "A termelődés üteme minden fajnál csökken az űrrepülés során" - magyarázta Szewczyk. "Teljesen lényegtelen hogy egy féregről, egy patkányról vagy egy emberről van-e szó."

A C. elegans jelenleg is több biológiai tanulmány modelljéül szolgál, ezért is tűnt kézenfekvőnek az alkalmazásuk, melyből megszületett a Nemzetközi C. elegans Kísérlet, avagy az ICE-FIRST, ami egy kanadai, francia, japán és amerikai együttműködés eredménye. Az 53 példányt egy orosz Szojuz űrhajó juttatta el az űrállomásra 2004-ben. Ugyanennyi fonalféreg maradt a Földön, mint laboratóriumi kontroll csoport.

Az ICE-FIRST párhuzamot vont a gyengülő izomzat és egy gén transzkripciós faktor csökkenése között. A gén aktivitását befolyásoló tényező az új izomfehérjék előállításában játszik kulcsszerepet. Ez elég egyértelműen utal az űrrepülés a szokásos génkifejezési folyamatokra gyakorolt hatására, melyben az új proteinek termelődnek. Mindazonáltal a kutatók egészen addig nem tudják megerősíteni a kiváltó okot, míg újabb kísérleteket nem futtatnak, melyekben szándékosan blokkolják a transzkripciós folyamatot, hogy gyengébb izomzatot érjenek el.


Tizenegy mintatasak, melyek egyenként 100-10.000 közötti féreg tárolására alkalmasak
Emellett az űrrepülés nem csak az új izomzat kialakulását befolyásolja, de nagy valószínűséggel gyengítheti a már meglévő izomzatot is. Erre jóval kevesebb a bizonyíték, Szewczyk éppen ezért is választotta ezt elsődleges kutatási területének. Szeretné tovább tanulmányozni, hogyan megy végbe a tipikus izomsorvadás a Földön, valamint a jövő űrkísérleteivel megvizsgálná a proteineket leépítő proteáz enzimek tevékenységét. Az ICE-FIRST izomsorvadással kapcsolatos eredményeit időközben a japán és kínai űrügynökségek űrkísérletei is megerősítették.

Az ICE-FIRST egy másik egészségügyi kihívást, a szervezetre ható sugárzást is górcső alá vette. Az alacsony földkörüli pályán szolgálatot teljesítő űrhajósok még valamelyest élvezik a Föld mágneses mezejének a védelmét, de már ők is jelentős sugárzásnak vannak kitéve. A fonalférgek bebizonyították, hogy az űrrepülés során apoptózissal, azaz programozott sejthalállal képesek kijavítani a sugárzás által károsított sejtjeiket. A kutatók szerint ez a tulajdonság ideális "dózismérőkké" teszi a férgeket, melyekkel nyomon tudják követni az idővel felgyűlő sugárzási sérüléseket.


A 2004-es ICE-FIRST kísérlet tárolója, benne a Földre visszatért mintákkal
Időközben egy másik ISS-en lezajlott kísérlet sikeresen tesztelt egy teljesen automatikus tenyésztőrendszert, ami hat hónapon át látta el a férgeket emberi beavatkozás nélkül. Ez és az ICE-FIRST eredményei már kikövezhetik az utat a jövő sugárzási tanulmányai előtt. "Gyakorlatilag a Marsra is küldhetnénk férgeket egy robotküldetéssel" - tette hozzá Szewczyk, vagyis ahogy egykor a legyek és a majmok előkészítették az ember első lépéseit a világűr ismeretlen közegébe, hasonlóan a C. elegans és a hozzájuk hasonló lények jelenthetik majd az utat a távolabbi égitestek emberi felderítéséhez.