Nije novost da boravak u Svemiru ima utjecaja na ljudsko zdravlje. Osim zdravstvenih rizika zbog povišene ekspozicije Sunčevom i kozmičkom zračenju, negativne učinke na ljudsku fiziologiju može imati i bestežinsko stanje (mikrogravitacija), pri čemu se ne misli samo na već poznata stanja mišićne i koštane degeneracije, već i na umanjenu funkcionalnost praktički svih organa i organskih sustava, otupljenost osjetila (posebice vida), pa čak i na molekularne promjene na genetskoj razini.

Što je karcinom bez gravitacije?

Međutim, daleko manje je poznato da izloženost mikrogravitaciji može biti i korisna za zdravlje. Dr. Joshua Chou, viši predavač biomedicinskog inženjerstva na Sveučilištu za tehnologiju u Sydneyu, još od 2014. godine istražuje utjecaj mikrogravitacije na zdravlje, organizam, tkiva i stanice u ljudskom tijelu. Preliminarni rezultati (objavljeni u prije desetak dana u Universe Today) su u toj mjeri obećavajući da je uspio dobiti podršku (i financije!) australskog satelitskog startup-projekta Arlula, kako bi početkom 2020. godine on i njegov istraživački tim nastavili pokuse u 'najbližem Svemiru' - na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS) i tamo testirali svoju metodu liječenja raka koja se temelji na mikrogravitaciji.

Podsjetimo se u najjednostavnijim crtama: rak je zajednički naziv za više vrsta patoloških promjena kod kojih se do tada zdrave tjelesne stanice počinju nekontrolirano dijeliti, umnažati i širiti u susjedne i udaljenije dijelove tijela (metastaziraju), preuzimajući i trošeći vitalne tjelesne resurse. O etiologiji (uzrocima) i mehanizmima širenja raka još uvijek postoji na stotine neodgovorenih pitanja, a jedna od najvažnijih nepoznanica je pitanje načina na koji stanice raka uzajamno 'komuniciraju' i 'koreografiraju' svoj smrtonosno precizan i usklađen rast i širenje. Jer, biomedicinski gledano, proces rasta i širenja raka jasno ukazuje na činjenicu da se maligne stanice mogu uzajamno 'osjetiti' i 'privlačiti' jedne drugima kako bi tvorile jedinstvenu, solidnu tumorsku tkivnu masu.

U normalnim uvjetima se zdrave stanice po uputama naših gena vežu i okupljaju u tkiva koja formiraju organe, koji se pak 'sklapaju' u jedinku - organizam. Koliko god bio naizgled složen, taj 'građevinski postupak' se temelji na osnovnim i univerzalnim zakonitostima (bio)fizike: atomi, molekule, stanice i tkiva su uzajamno povezana osnovnim fizikalnim, mehaničkim silama. Mada su drukčije od normalnih stanica, i maligne stanice se povezuju istim fizikalnim zakonitostima i mehaničkim silama. A sve fizikalne sile koje povezuju zdrave i maligne stanice su 'uronjene' u gravitacijsko polje i o njemu posredno ili neposredno ovisne.

Od zemaljske centrifuge do svemirskog pokusa

Kako je već rečeno, od ranije je poznato da mikrogravitacija 'olabavljuje' veze u mišićnom i koštanom tkivu astronauta, rezultirajući smanjenjem mase mišića (hipotrofija) i gustoće kostiju (osteoporoza). Temeljem tih činjenica, Chou je postavio jednostavno pitanje: „Ako tumoru uskratimo gravitaciju, hoće li to promijeniti odnose biomehaničkih sila koje povezuju pojedinačne maligne stanice u jedinstvenu tumorsku masu, a time ih onemogućiti da se uzajamno organiziraju, rastu i šire?“.

Prije nekoliko godina, tijekom svojeg prethodnog rada na istraživanju gravitacijskog učinka na tkiva (koji se dijelom provodio i na ISS-u), Chou je sudjelovao u projektu koji je rezultirao stvaranjem novoga lijeka za liječenje osteoporoze. O tome Chou kaže: „To prvo iskustvo proučavanja utjecaja svemirskog okruženja na naše razumijevanje stanične biologije i progresije osteoporoze potaklo me je da pokušam istu strategiju primijeniti i na proučavanje malignih stanica".

U preliminarnim pokusima u 'zemaljskim' laboratorijskim uvjetima, učinci mikrogravitacije na stanice raka su već testirani u za tu prigodu posebno dizajniranoj centrifugi koja imitira bestežinsko stanje. Rezultati su bili prilično ohrabrujući: u mikrogravitacijskom okruženju je onesposobljeno 80 do 90% malignih stanica svih četiriju testiranih vrsta karcinoma (jajnika, dojke, kože i pluća), pri čemu se pod pojmom 'onesposobljenost' podrazumijevala ili smrt maligne stanice ili njeno odvajanje od glavne tumorske mase s posljedičnim gubitkom sposobnosti daljnjeg koordiniranog tumorskog rasta. Kada su bile podvrgnute uvjetima mikrogravitacije, stanice karcinoma nisu se uspjele uzajamno 'osjetiti' i povezati, te im je zbog toga bilo nemoguće okupiti se i organizirati u tumor, a neke su pritom i odumirale.

Najdomljivije je to što su navedeni rezultati postignuti samo jednostavnim izostavljanjem učinka gravitacijske sile, bez korištenja ikakvih dodatnih terapija ili protutumorskih lijekova.

Kako na nebu, tako i na Zemlji

Sljedeći korak, planiran za početak 2020. godine, bit će sedmodnevni eksperiment u Svemiru: pomoću posebno dizajniranog modula, Chou i njegovi kolege će svoju laboratorijsku opremu i tkivne uzorke tumora prebaciti na ISS, gdje će se eksperimenti provesti 'na terenu', u pravim uvjetima mikrogravitacije.

Po završetku eksperimenta, stanice će biti zamrznute za njihov povratak na Zemlju radi detaljnih analiza staničnog i genetskog učinka bestežinskih uvjeta. Ako rezultati s ISS-a potvrde ono što je prethodno postignuto u laboratorijskom okružju, bit će to temelj za osmišljavanje novih metoda liječenja 'na Zemlji' koje bi korištenjem mikrogravitacijskog efekta mogle neutralizirati sposobnost stanica raka da uzajamno komuniciraju i povezuju se u organizirane, formirane, solidne tumore.

Čak i u idealnom slučaju, mikrogravitacijski tretmani ipak ne bi sami po sebi bili lijek, ali bi mogli učinkovito dopuniti konvencionalne postojeće lijekove protiv raka. U kombinaciji s kirurgijom, radioterapijom, imunoterapijom i kemoterapijom, mikrogravitacijski tretmani proizašli iz ovog istraživanja bi usporili formiranje širenje karcinoma u ljudskom tijelu, čime bi konvencionalni načini liječenja bili učinkovitiji i kratkotrajniji (a time i bolje podnošljivi za pacijenta, te - što nije zanemarivo - i jeftiniji).

Ovo istraživanje će naći svoju uporabnu vrijednost i u domeni svemirskih istraživanja kod kojih astronauti provode tjedne i mjesece izloženi mikrogravitaciji i znatno većem zračenju (a time i povećanom riziku od razvoja karcinoma). Ovakvi uspješni rezultati u sve razvijenijoj domeni astromedicine još jedan su od pokazatelja kako svemirska istraživanja mogu rezultirati medicinskim otkrićima korisnim ne samo sadašnjim i budućim svemirskim putnicima, već i nama - običnim 'prizemnim' ljudima.

​ ^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar je na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Od posla se opušta antistresnim aktivnostima: od pisanja svojevremeno popularnih tekstova i ilustracija u tiskanom izdanju časopisa BUG, crtkanja grafika i dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, te fejsbučkog blogiranja o craft-pivima, životnim neistinama i medicinskim trivijama, sve do pasioniranog kuhanja posve probavljivih jela i sviranja slabo probavljivog bluesa.}