Universitatea americană UC San Diego, din California, este prima care testează medicamente împotriva cancerului în spaţiu, cu ajutorul unei misiuni private de astronauţi. Cele mai recente experimente spaţiale vor explora leucemia, cancerul de sân şi cancerul colorectal şi vor monitoriza sănătatea celulelor stem ale astronauţilor.
La 21 mai 2023, oamenii de ştiinţă de la Institutul de celule stem Sanford al Universităţii California San Diego Sanford au lansat mai multe experimente noi cu nanobioreactoare pe Staţia Spaţială Internaţională (ISS) prin intermediul celei de-a doua misiuni private de astronauţi Axiom Space, Axiom Mission 2 (Ax-2).
Cele mai recente experimente extind cercetările lor privind îmbătrânirea celulelor stem umane, inflamaţia şi cancerul pe orbita joasă a Pământului.
Condiţiile de microgravitaţie pot accelera îmbătrânirea, inflamaţia şi disfuncţia imunitară la celulele stem umane, arată din ce în ce mai multe dovezi.
Înţelegerea acestui proces nu este utilă doar pentru menţinerea sănătăţii astronauţilor, ci i-ar putea învăţa pe oamenii de ştiinţă cum să trateze mai bine cancerul pe Pământ.
În timpul primei misiuni private de astronauţi Axiom Space, Axiom Mission 1 (Ax-1), cercetătorii au descoperit că, pe orbita joasă a Pământului, celulele stem canceroase păreau să se regenereze mai uşor şi să devină mai rezistente la terapiile standard.
Misiunea Ax-2 va determina acum dacă două medicamente inhibitoare pot inversa regenerarea într-un model organoid de cancer de sân.
O altă linie de experimente va urmări starea de sănătate a celulelor stem din sângele astronauţilor înainte, în timpul şi după zborul spaţial pentru a evalua efectele mediului spaţial asupra îmbătrânirii celulelor stem, a funcţiei imunitare şi a generării de celule stem canceroase.
Aceste proiecte fac parte din Centrul de cercetare orbitală integrată a celulelor stem spaţiale (ISSCOR), finanţat de NASA.
Experimentele vor avea loc pe parcursul a 10 zile pe orbită, iar colectarea şi analiza ulterioară a datelor se va realiza la UC San Diego.
„Spaţiul este un mediu deosebit de stresant", a declarat dr. Catriona Jamieson, profesor la facultatea de medicină UC San Diego, specialist în cercetarea cancerului şi director al Institutului de celule stem Sanford.
„Prin efectuarea acestor experimente pe orbita joasă a Pământului, suntem capabili să înţelegem mecanismele de evoluţie a cancerului într-un interval de timp comprimat şi să informăm dezvoltarea de noi strategii de inhibare a celulelor stem canceroase", a adăugat el.
Descoperirile vor contribui la dezvoltarea unor modele predictive pentru cancer şi pentru bolile legate de disfuncţiile imunitare şi ar putea duce la dezvoltarea de noi medicamente pentru a preveni sau trata aceste afecţiuni în timpul explorării spaţiale şi pe Pământ.
„Suntem încântaţi să avem ocazia, cu misiunile noastre private de astronauţi, să avansăm această activitate importantă, aliniată la iniţiativele Casei Albe - Cancer Moonshot", a declarat Christian Maender, vicepreşedinte executiv al soluţiilor spaţiale la Axiom Space.
„Misiunea noastră este de a îmbunătăţi viaţa pe Pământ şi de a promova posibilităţile de dincolo de ea prin construirea şi operarea primei staţii spaţiale comerciale din lume. Împreună cu echipa Sanford Stem Cell Institute, construim istorie", a spus acesta.
Cancerul pe orbita joasă a Pământului
În experimentele iniţiale ale UC San Diego în cadrul programului ISSCOR, cercetătorii au trimis celule stem din sânge la bordul ISS de-a lungul a patru lansări şi au constatat că mai mulţi markeri precanceroşi au avut niveluri ridicate după o lună în spaţiu.
De remarcat a fost activarea APOBEC3C şi ADAR1, două enzime care editează ADN-ul şi, respectiv, ARN-ul şi care favorizează proliferarea cancerului şi scăparea de sistemul imunitar.
Cercetătorii se vor baza acum pe aceste constatări iniţiale în timpul misiunii Ax-2, condusă de Jamieson şi de colaboratorii săi dr. Sheldon Morris şi Ludmil Alexandrov, ambii profesori asociaţi la facultatea de medicină a UC San Diego.
În cadrul celei mai recente lansări, oamenii de ştiinţă au trimis modele organoide tumorale de leucemie, cancer colorectal şi de sân pe orbita joasă a Pământului, unde condiţiile de microgravitaţie vor accelera cunoştinţele despre modul în care cancerele adoptă proprietăţi ale celulelor stem care le fac rezistente la terapia standard, inclusiv latenţa, regenerarea şi longevitatea.
Cercetătorii vor testa, de asemenea, doi inhibitori ai ADAR1, fedratinib şi rebecsinib, pentru a vedea dacă medicamentele pot inversa procesul de regenerare malignă şi, potenţial, pot preveni progresia cancerului.
Aceste experimente marchează începutul unui program în curs de dezvoltare la Institutul pentru celule stem Sanford pentru a extinde cercetarea translaţională a celulelor stem şi descoperirea de medicamente în spaţiu.
Îmbătrânirea celulelor stem hematopoietice în spaţiu
Un al doilea studiu longitudinal va monitoriza sănătatea celulelor stem ale astronauţilor de-a lungul timpului pentru a afla cum sunt afectate de zborul în spaţiu.
Vor fi colectate probe de sânge de la membrii echipajului înainte, în timpul şi imediat după misiune, cu până la cinci ani de urmăriri anuale după călătorie.
Oamenii de ştiinţă vor evalua activitatea enzimelor de editare a ADN-ului şi ARN-ului, cum ar fi APOBEC3C şi ADAR1, în celulele stem din sânge şi în organoizii cu cancer.
Dereglarea acestor enzime a fost legată de disfuncţia imunitară şi de potenţiale modificări precancerigene, astfel încât înţelegerea momentului şi a modului în care acestea devin perturbate la astronauţi va permite cercetătorilor să dezvolte potenţiale contramăsuri.
„Cu sprijinul din ce în ce mai mare al NASA, al finanţatorilor filantropici şi al partenerilor noştri în domeniul zborurilor spaţiale comerciale, acesta este doar începutul unui lung şir de progrese ştiinţifice interesante şi de impact în domeniul sănătăţii care vor fi permise de spaţiu", a declarat dr. Jamieson.
(Foto articol: Cercetătorii de la UC San Diego Sanford Stem Cell Institute evaluează mostre de celule după ce acestea s-au întors de pe orbita joasă a Pământului. Credit: UC San Diego Health Sciences).
