Er zijn een aantal gezondheidsrisico's die gepaard gaan met naar de ruimte gaan. Afgezien van de verhoogde blootstelling aan zonnestraling en kosmische straling, zijn er de opmerkelijke effecten die microzwaartekracht kan hebben op de menselijke fysiologie. Zoals Scott Kelly kan bevestigen, gaan deze verder dan spier- en botdegeneratie en omvatten een verminderde orgaanfunctie, gezichtsvermogen en zelfs veranderingen op genetisch niveau.
Interessant genoeg zijn er ook een aantal potentiële medische voordelen voor microzwaartekracht. Sinds 2014 onderzoekt Dr. Joshua Choi, hoofddocent biomedische technologie aan de University of Technology Sydney, hoe microzwaartekracht de geneeskunde en cellen in het menselijk lichaam beïnvloedt. Begin volgend jaar reizen hij en zijn onderzoeksteam naar het ISS om een nieuwe methode voor de behandeling van kanker te testen die afhankelijk is van microzwaartekracht.
Volgens Chou kwam de inspiratie voor zijn onderzoek uit een gesprek dat hij had met wijlen en geweldige Stephen Hawking. Tijdens het gesprek merkte Dr. Hawking op dat niets in het universum de zwaartekracht tart. Later, toen bij een vriend van Chou kanker werd vastgesteld, herinnerde hij zich wat Dr. Hawking had gezegd en begon zich af te vragen: "Wat zou er met kankercellen gebeuren als we ze uit de zwaartekracht halen?"
Simpel gezegd, kanker is een ziekte waarbij cellen zich oncontroleerbaar beginnen te delen en zich naar bepaalde delen van het lichaam verspreiden en ze overnemen. Kankercellen doen dit door samen te komen om een solide tumor in het lichaam te vormen, die vervolgens groeit totdat de cellen het signaal krijgen om gezonde weefsels binnen te dringen - zoals het hart, de longen, de hersenen, de lever, de alvleesklier, enz.
Een van de grootste struikelblokken bij kankeronderzoek is dat niemand precies weet wanneer dat punt is bereikt. Het proces waardoor kanker groeit en zich verspreidt, lijkt er echter op te wijzen dat er een middel is waardoor de cellen elkaar kunnen waarnemen en samen kunnen worden aangetrokken tot een tumor.
Biomedische onderzoekers begrijpen echter wel dat kankercellen elkaar alleen kunnen waarnemen door mechanische krachten, en dat die krachten zijn geëvolueerd om te werken in een omgeving met zwaartekracht. Dit motiveerde Chou om na te denken over manieren waarop het gebrek aan zwaartekracht het vermogen van kankercellen om te delen en zich te verspreiden zou kunnen belemmeren.
Chou heeft enige ervaring met het uitvoeren van medisch onderzoek in de ruimte. Tijdens zijn werk bij Harvard nam hij deel aan een project dat resulteerde in de creatie van een medicijn voor de behandeling van osteoporose. Een deel van hun onderzoek vond plaats aan boord van het International Space Station (ISS). Zoals Chou uitlegde:
"Deze eerste ervaring om te zien hoe de ruimteomgeving ons begrip van celbiologie en ziekteprogressie beïnvloedt, inspireerde me om te vragen: 'Waarom kunnen we niet dezelfde strategie toepassen bij het bestuderen van andere cellen en ziekten?'"
Chou en zijn team hebben al de effecten van microzwaartekracht op kankercellen in hun laboratorium getest. Om dit te doen, creëerde een van zijn afgestudeerde studenten een apparaat dat in wezen een container van tissuebox is met een kleine centrifuge erin. De cellen van verschillende ziekten bevinden zich in een reeks peulen in de centrifuge, die ze vervolgens ronddraait totdat ze het gevoel van microzwaartekracht ervaren.
Zoals Chou aangaf, waren de resultaten nogal bemoedigend. "Ons werk heeft uitgewezen dat 80 tot 90 procent van de cellen in de vier verschillende kankertypes die we hebben getest - ovarium, borst, neus en long - bij plaatsing in een omgeving met microzwaartekracht waren uitgeschakeld", zei hij. 'Met een handicap bedoel ik dat ze sterven of wegdrijven omdat ze het niet langer vol kunnen houden. Die vier soorten kanker zijn enkele van de moeilijkste vormen van kanker om te doden. '
Nog indrukwekkender is het feit dat deze resultaten werden verkregen door simpelweg de zwaartekracht te veranderen - dus zonder de hulp van medicijnen. Onderworpen aan microzwaartekracht konden de kankercellen elkaar niet waarnemen en hadden ze het daarom erg moeilijk om samen te komen.
“Het besturen van deze missie is een inspanning van een heel team geweest - ik voel me heel gelukkig dat ik wordt ondersteund door mijn faculteit en een groep zeer getalenteerde vrouwelijke ingenieursstudenten die me inspireren om door te gaan. Ze doen zoveel van het harde werk om dit project te realiseren. ”
De volgende stap, die begin volgend jaar zal plaatsvinden, is dat het team hun experiment naar het ISS stuurt aan boord van een speciaal ontworpen ruimtemodule (SpaceX zal lanceringsdiensten leveren). Chou en zijn collega's zullen de duur van het experiment (zeven dagen) op de grond doorbrengen, waar ze de voortgang van het experiment zullen volgen en live-celbeeldvorming zullen uitvoeren via datafeeds.
Zodra het experiment is voltooid, worden de cellen ingevroren voor hun terugreis naar de aarde, waarna Chou en zijn collega's ze zullen onderzoeken op genetische veranderingen. Als de resultaten aan boord van het ISS bevestigen wat Chou en zijn team in het laboratorium hebben gevonden, hoopt hij dat ze in staat zullen zijn nieuwe behandelingen te ontwikkelen die hetzelfde effect kunnen hebben als microzwaartekracht en het vermogen van kankercellen om elkaar te voelen neutraliseren.
Idealiter zouden deze behandelingen geen genezing vormen, maar zouden ze bestaande medische behandelingen tegen kanker kunnen aanvullen. In combinatie met medicijnen en chemotherapie zouden behandelingen die voortkomen uit dit onderzoek de verspreiding van kanker in het menselijk lichaam effectief vertragen, waardoor conventionele behandelingen effectiever en korter (en ook goedkoper) zouden worden.
'Ik hoop ook dat dit een van de vele Australische ruimtevaartmissies is. Mijn team en ik hebben het geluk dat we de kans krijgen om dit onderzoek te doen, omdat het zo zeldzaam is en we onze missiebevindingen zullen gebruiken om de Australische onderzoeksgemeenschap erop te attenderen dat het tijdperk van ruimtebiologie en geneeskunde er echt is. "
Dit onderzoek komt ook goed van pas in de ruimte, waar astronauten maandenlang in microzwaartekracht moeten doorbrengen en worden blootgesteld aan aanzienlijk meer straling (en dus een verhoogd risico op het ontwikkelen van kanker). Deze en andere vorderingen die worden gemaakt op het gebied van de ruimtevaartgeneeskunde, laten verder zien hoe ruimteonderzoek kan leiden tot commerciële en medische voordelen voor mensen hier op aarde.
