Από την Κρήτη στο Διάστημα

Καιρού επιτρέποντος, σήμερα Κυριακή 18 Νοεμβρίου 2018, μια αποστολή θα ξεκινήσει από το Διαστημικό Κέντρο Κένεντι (Kennedy Space Center) στη Φλόριδα των ΗΠΑ με προορισμό τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (International Space Station, ISS). Η αποστολή χρηματοδοτείται από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (European Space Agency, ESA) και τους αντίστοιχους οργανισμούς των ΗΠΑ και της Ιαπωνίας, δηλαδή τη NASA (National Aeronautics and Space Administration) και την JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) και δεν θα είναι επανδρωμένη. Ωστόσο, όλοι οι εμπλεκόμενοι φορείς αδημονούν για την επιτυχή ολοκλήρωση αυτού του ταξιδιού που αντί για αστροναύτες μεταφέρει μικροσκοπικά πειραματόζωα! Ναι, καλά διαβάσατε: η σημερινή εκτόξευση, η οποία σχεδιαζόταν με κάθε λεπτομέρεια εδώ και σχεδόν έναν χρόνο, γίνεται προκειμένου να μεταφερθούν στον Σταθμό συγκεκριμένα στελέχη του νηματώδους σκώληκα Caenorhabditis elegans.

Προφανώς θα διερωτάσθε τι δουλειά μπορεί να έχει το μόλις ενός χιλιοστού σκουλήκι στο Διάστημα. Απάντηση σε αυτό και άλλα ερωτήματα ζητήσαμε από τον Νεκτάριο Ταβερναράκη, πρόεδρο του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ) και καθηγητή της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Κρήτης, του οποίου η ερευνητική ομάδα καλλιέργησε και ετοίμασε κατάλληλα τους διαστημικούς ταξιδιώτες. «Πρόκειται για μια ερευνητική συνεργασία η οποία συντονίζεται από μια βρετανική ομάδα και στην οποία συμμετέχουμε εμείς, καθώς και ερευνητές από τις ΗΠΑ και την Ιαπωνία. Στόχος μας είναι η μελέτη των επιπτώσεων στο νευρομυϊκό σύστημα της μακροχρόνιας παραμονής στο Διάστημα. Ο C. elegans είναι ένα καλά μελετημένο πειραματόζωο, το οποίο προσφέρεται για αυτού του είδους τον πειραματισμό. Οι αστροναύτες που βρίσκονται ήδη στον Σταθμό θα πραγματοποιήσουν μια σειρά πειραμάτων και στη συνέχεια τα δείγματα θα ταξιδέψουν και πάλι στη Γη και στα εργαστήρια από τα οποία προήλθαν για να μελετηθούν περαιτέρω».

Θα έχετε ίσως προσέξει πως όταν οι αστροναύτες επανέρχονται στη Γη μετά από μήνες παραμονής σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, κυριολεκτικά δεν μπορούν να σταθούν στα πόδια τους. Αντιλαμβάνεστε λοιπόν το ενδιαφέρον των διαστημικών οργανισμών για ένα τέτοιο ερευνητικό πρόγραμμα: θα ήθελαν να μπορούν να προστατεύσουν τους αστροναύτες από τη μυϊκή ατροφία τόσο τώρα όσο και αργότερα, εφόσον υλοποιηθούν τα φιλόδοξα σχέδια μιας επανδρωμένης αποστολής στον Αρη. Αλλά, όπως επεσήμανε ο κ. Ταβερναράκης, «αυτό το ερευνητικό πρόγραμμα δεν αφορά μόνο τους αστροναύτες και τα διαστημικά ταξίδια. Τα συμπεράσματά μας αναμένεται να αξιοποιηθούν για λόγους που αφορούν όλους μας. Η κοσμική ακτινοβολία δεν υπάρχει μόνο στο Διάστημα, φτάνει και στη Γη και οι επιπτώσεις της μπορούν να είναι πολύ σοβαρές. Γνωρίζουμε ότι άτομα τα οποία πραγματοποιούν υπερατλαντικά ταξίδια με μεγάλη συχνότητα, άτομα τα οποία εκτίθενται σε αυξημένα ποσά ραδιενέργειας λόγω εργασιακού περιβάλλοντος αλλά και λόγω διαβίωσης σε πόλεις με αυξημένες συγκεντρώσεις σωματιδίων, διαθέτουν αυξημένο κίνδυνο να νοσήσουν από νευροεκφυλιστικές νόσους. Επιπροσθέτως, μπορεί στη Γη να μην υπάρχουν συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, αλλά η μελέτη των μηχανισμών μυϊκής ατροφίας θα φανεί πολύ χρήσιμη σε πολλές παθολογικές καταστάσεις. Ο οργανισμός τείνει να μη συντηρεί ό,τι παύει να χρησιμοποιεί. Ετσι, η σαρκοπενία, η απώλεια δηλαδή μυϊκού ιστού, η οποία παρατηρείται στους αστροναύτες, παρατηρείται και στη Γη σε παραπληγικούς ασθενείς άλλα και στο γήρας».

Πώς όμως σχετίζεται ο μικροσκοπικός σκώληκας με τον άνθρωπο και τι είδους πειράματα θα γίνουν στο Διάστημα ώστε να οδηγηθούμε σε χρήσιμα συμπεράσματα; «Η μοριακή βάση της σαρκοπενίας, οι αλλοιώσεις που συμβαίνουν όταν ατροφεί το μυϊκό κύτταρο, είναι κοινές στον άνθρωπο και τον C. elegans» απάντησε ο κ. Ταβερναράκης και εξήγησε: «Οσο για τα πειράματα, στην πραγματικότητα έχουν ήδη γίνει εδώ στο εργαστήριο. Εχουμε ετοιμάσει διαγονιδιακά στελέχη του νηματώδους τα οποία μεγαλώνοντας στο Διάστημα θα μας δώσουν απαντήσεις σε συγκεκριμένα ερωτήματα. Παραδείγματος χάριν, υπάρχουν στελέχη ζώων από τα οποία λείπουν συγκεκριμένα γονίδια. Αυτό θα μας επιτρέψει να δούμε πώς τα γονίδια αυτά σχετίζονται με τη μυϊκή ατροφία, ποια από αυτά ασκούν προστατευτική δράση ή το αντίθετο. Αντιστοίχως, έχουμε ετοιμάσει στελέχη τα οποία θα καλλιεργηθούν παρουσία φαρμακευτικών ουσιών. Αυτό θα φανερώσει αν κάποιες από τις δοκιμαζόμενες ουσίες μπορούν να προστατεύσουν από τη μυϊκή ατροφία ή να μειώσουν την έκτασή της. Πρόκειται για μια μεγάλη συλλογή διαφορετικών στελεχών του νηματώδους που έχουμε ήδη στείλει στον συντονιστή του προγράμματος στην Αγγλία και ο οποίος στη συνέχεια, αφού έλαβε τα δείγματα όλων των ομάδων, τα έστειλε στη ΝΑSΑ που οργανώνει και τη σημερινή εκτόξευση. Να σημειωθεί ωστόσο ότι αν ο καιρός δεν είναι καλός μπορεί η εκτόξευση να μεταφερθεί για κάποια από τις επόμενες ημέρες».

Οταν οι αστροναύτες παραλάβουν τα πολύτιμο φορτίο, θα καλλιεργήσουν τα διαφορετικά στελέχη του νηματώδους σκώληκα με βάση τις οδηγίες των επιστημόνων. Σε τακτά χρονικά διαστήματα θα λαμβάνουν και θα καταψύχουν στους μείον 80 βαθμούς Κελσίου δείγματα τα οποία θα σταλούν όλα μαζί πίσω στη Γη σε έναν περίπου χρόνο (στα τέλη του 2019). Αξίζει να σημειωθεί ότι για την κατάψυξη των δειγμάτων οι αστροναύτες δεν έχουν παρά να τα εκθέσουν στις εξωτερικές συνθήκες του διαστημικού σταθμού, αλλά για την αποστολή τους στη Γη θα χρειαστούν υγρό άζωτο ώστε αυτά να παραμείνουν κατεψυγμένα (πράγμα απολύτως απαραίτητο για να μην υπάρξουν αλλοιώσεις λόγω αποσύνθεσης). Είναι δε εντυπωσιακό το γεγονός ότι για το ταξίδι των δειγμάτων από και προς τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό έχουν σχεδιαστεί ειδικά κάνιστρα αλλά και συσκευές που εξασφαλίζουν την παροχή οξυγόνου στα δείγματα. Επιπροσθέτως, εκτός από τα δείγματα αυτά καθεαυτά, θα σταλούν μαζί τους και όλα τα απαραίτητα για την επιβίωσή τους θρεπτικά συστατικά αλλά και όλα τα εργαλεία για τον πειραματισμό.

Τι ακριβώς θα γίνει όμως όταν τα δείγματα επιστρέψουν στα εργαστήρια από όπου ξεκίνησαν; Απ’ ό,τι φαίνεται, η μελέτη τους θα είναι διεξοδική: «Θα πραγματοποιηθεί ανάλυση του συνόλου του γονιδιώματος διαφορετικών στελεχών, προκειμένου να διερευνηθούν τυχόν αλλοιώσεις του DNA από την έκθεση στην κοσμική ακτινοβολία. Θα αναζητηθούν μεταλλάξεις αλλά και σημεία στα οποία οι μεταλλάξεις είναι συχνότερες. Θα αναζητηθούν όμως και επιγενετικές αλλαγές, αλλαγές δηλαδή που δεν αφορούν την ίδια την αλληλουχία του DNA αλλά που επηρεάζουν το πώς αυτή αξιοποιείται και φυσικά θα μελετηθεί η φυσιολογία των πειραματοζώων προκειμένου να εντοπιστούν στοιχεία νευροεκφυλισμού αλλά και μυϊκής ατροφίας. Ολα αυτά θα μας δώσουν τις απαντήσεις που τόσο περιμένουμε και τις οποίες δεν θα μπορούσαμε να λάβουμε παρά μόνο μέσω αυτής της αποστολής» απάντησε ο κ. Ταβερναράκης. Ολα τα παραπάνω αναμένεται να έχουν ολοκληρωθεί μέσα στο 2020, αλλά είναι βέβαιον ότι τα συμπεράσματα που θα προκύψουν θα τροφοδοτήσουν περαιτέρω έρευνες για πολλά χρόνια ακόμη. Προς το παρόν πάντως εξυπακούεται ότι θα είμαστε συντονισμένοι για κάθε νεότερο από την αποστολή…