HUMAN GUT MICROBIOTA kierowany przez prof. dr hab. Elżbietę Trafny oraz IMMUNE MULTIOMICS pod kierownictwem dr n. med. Alicji Trębińskiej-Stryjewskiej to dwa z 13 polskich eksperymentów, które na ISS przeprowadzi dr Sławosz Uznański-Wiśniewski. Misja Axiom 4 z polskim astronautą ma wyruszyć 29 maja 2025 r. o godzinie 19.00 czasu polskiego. W ramach misji zostanie przeprowadzonych aż 60 eksperymentów z 31 krajów, w tym 13 eksperymentów zaproponowanych przez polskie instytucje naukowe i przemysł kosmiczny. Polską misję kosmiczną IGNIS, czyli „ogień”, koordynuje Polska Agencja Kosmiczna (POLSA).
Z kamerą w Centrum Inżynierii Biomedycznej IOE WAT był red. Hubert Kijek wraz z ekipą filmową programu „Kijek w Kosmosie”. Odcinek poświęcony m.in. misji IGNIS można obejrzeć TUTAJ. Laboratoria Centrum Inżynierii Biomedycznej i szczegóły eksperymentów WAT prezentowane są w filmie od minuty 16.00 do 19.40.
W każdym odcinku prowadzący oraz jego goście rozmawiają na tematy związane z kosmosem, ewentualną kolonizacją Marsa, organizacją lotów na orbitę czy skutkami wyścigu kosmicznego. Program uzupełniają ciekawostki oraz dodatkowe materiały, przybliżające widzom zagadnienia związane
z konstrukcją wszechświata.
Polska Agencja Kosmiczna (POLSA), we współpracy z Ministerstwem Rozwoju i Technologii (MRiT) oraz Europejską Agencją Kosmiczną (ESA), przygotowała ogólnopolski program edukacyjny towarzyszący misji IGNIS. W ramach tej inicjatywy badaczki WAT upowszechniają wiedzę o kierowanych przez siebie eksperymentach: prof. Elżbieta Trafny o eksperymencie HUMAN GUT MICROBIOTA i dr n. med. Alicja Trębińska-Stryjewska o eksperymencie IMMUNE MULTIOMICS.
OPIS EKSPERYMENTU – Wpływ pobytu na niskiej orbicie okołoziemskiej na mikrobiota dróg pokarmowych człowieka
W przestrzeni kosmicznej, czynniki środowiskowe niespotykane na Ziemi, takie jak promieniowanie, mikrograwitacja, stres związany z uczestnictwem w misji mogą indywidualnie lub w połączeniu indukować zmiany w procesach fizjologicznych człowieka. Zmiany te mogą zachodzić także w składzie mikrobiomu (konsorcjach komensalnych drobnoustrojów) człowieka. Badania ostatnich lat pokazały fundamentalne znaczenie różnorodności drobnoustrojów w mikrobiomach dla zdrowia człowieka. Dysbioza, czyli zmiany w składzie taksonomicznym i różnorodności mikrobiomów występuje w wielu stanach chorobowych człowieka, od zaburzeń pokarmowych, przez zmiany neuropsychiatryczne do indukcji chorób nowotworowych. Wiedza o ludzkim mikrobiomie jest wiedzą stosunkowo nową w naukach medycznych, dotyczy to tym bardziej wiedzy o ludzkim mikrobiomie w trakcie i po pobycie w przestrzeni kosmicznej. Zagadnienie to poruszały tylko nieliczne publikacje. Z uzyskanych wyników nie można wysnuć jednoznacznych wniosków, ponieważ liczba osób poddanych obserwacji jest niska – ogółem badaniom poddano mikrobiom dróg pokarmowych w próbkach pobranych od 24 osób. Wskazywano znaczące zmiany w składzie mikrobiomów w trakcie misji. U niektórych astronautów istotne zmiany mikrobiomu utrzymywały się ponad 6 miesięcy od powrotu na Ziemię. Stąd dane zebrane od osób przebywających na LEO wniosą dodatkowe informacje dotyczące fluktuacji mikrobiota dróg pokarmowych w trakcie pobytu poza Ziemią. Biorąc pod uwagę konsekwencje dysbiozy dla zdrowia załogi stacji kosmicznej proponowane badania mogą stać się podstawą do rekomendacji dotyczących ochrony mikrobiomu, np. poprzez interwencje za pomocą probiotyków, prebiotyków lub postbiotyków.
OPIS EKSPERYMENTU – Badanie krótko- i długofalowych zmian ekspresji genów oraz zmian epigenetycznych w komórkach jednojądrzastych krwi obwodowej pod wpływem pobytu na niskiej orbicie okołoziemskiej.
Pobyt na niskiej orbicie okołoziemskiej, w warunkach mikrograwitacji powoduje istotne zmiany fizjologiczne w organizmie ludzkim, m.in. w funkcjonowaniu układu krążenia i w składzie krwi. Dodatkowymi stresorami są zmiana warunków grawitacyjnych w trakcie lotu na stację kosmiczną i w czasie powrotu na Ziemię oraz podwyższona ekspozycja na promieniowanie kosmiczne w trakcie pobytu na LEO. Wykazano, że zmianom fizjologicznym towarzyszy zmodyfikowany wzór ekspresji genów. Dotychczas przekrojowe badania transkryptomiczne w jednojądrzastych komórkach krwi astronautów wykonano dla 15 osób: 14 osób przebywających na LEO ok. 6 miesięcy oraz 1 osoby przebywającej na międzynarodowej stacji kosmicznej przez rok (NASA Twins Study). Największe zmiany ekspresji genów zaobserwowano bezpośrednio po przylocie na stację kosmiczną oraz po powrocie na Ziemię, ale niektóre różnice utrzymywały się nawet przez rok od powrotu do warunków normalnej grawitacji. Może to sugerować, że dochodzi do zmian epigenetycznych, np. metylacji DNA, które mogą trwale zmienić ekspresję genów. Badanie korelacji ekspresji genów i wzoru metylacji DNA wykonano tylko dla jednej osoby w ramach badania NASA Twins Study. W związku z tym proponowany eksperyment będzie cennym wkładem w lepsze poznanie mechanizmów regulujących ekspresję genów w warunkach mikrograwitacji oraz pozwoli na stwierdzenie, czy pobyt na niskiej orbicie okołoziemskiej może trwale wpłynąć na ekspresję genów w jednojądrzastych komórkach krwi, nawet po dłuższym pobycie w warunkach normalnej grawitacji po powrocie z LEO.
oprac. Karolina Duszczyk
fot. źródło TVN