Svemirska mikrogravitacijska bitka protiv tumora

"U Svemiru ne postoji ništa što može prkositi gravitaciji" - S. Hawking

Igor Berecki četvrtak, 19. prosinca 2019. u 06:00

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.

Dr. Chou (krajnje desno) i njegov istraživački tim za proučavanje utjecaja mikrogravitacije na tumorske stanice
Dr. Chou (krajnje desno) i njegov istraživački tim za proučavanje utjecaja mikrogravitacije na tumorske stanice

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".

Mikrogravitacijska centrifuga u rukama dr. Choua, tijekom prezentacije preliminarnih 'zemaljskih' rezultata istraživanja
Mikrogravitacijska centrifuga u rukama dr. Choua, tijekom prezentacije preliminarnih 'zemaljskih' rezultata istraživanja

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.

Najmanji i najtanji 14" gaming prijenosnik s AMD Ryzen

165 Hz

RAZER Blade 14

Ryzen 9 5900HX, 16GB, 1000GB SSD, GeForce RTX 3070 8GB, 14" QHD 165Hz, Windows 10

17.499 kn 18.799 kn Kupi


Bežični HiFi zvučnici

AUDIOENGINE A2BT

Premium aktivni zvučnici sa stereo zvukom visoke vjernosti spajaju se sa vašom glazbom sa bilo koje aplikacije ili uređaja u sekundi. Vrhunski Bluetooth mini kućni glazbeni sustav savršen je za radnu površinu ili manje prostore.

1299 2289 Kupi

Prijenosni zvučnik

JBL GO 2 champagne

Prijenosni Bluetooth zvučnik za bežični streaming glazbe sa pametnog telefona ili tableta sa ugrađenom punjivom baterijom za do 5 sati reprodukcije, vodootpornim dizajnom i ugrađenim mikrofonom. Dolazi sa audio kabelom.

189 279 Kupi