Prije nekoliko godina Clay Wang odveo je svoju djecu u kalifornijski svemirski centar kako bi im pokazao svemirski šatl. No gledajući Endeavour i razmišljajući o istraživanju ljudskog svemira, farmakolog se također pitao: što ako timu ponestane lijekova na pola puta do Marsa? Mnogo stvari može poći po zlu tijekom trogodišnje misije na Mars. A možete ponijeti sa sobom samo ograničen broj lijekova.
"U slučaju hrane, možete točno predvidjeti koliko će astronauti trebati pojesti", kaže Wang. "Ne možete to učiniti s lijekovima."
Što ako postoji potreba za lijekom koji nije stavljen? Problem se pogoršava činjenicom da u svemirskom okruženju mnogi lijekovi gube snagu i razgrađuju se brže nego na Zemlji.
Iz tih razloga, Wang vjeruje da bi budući istraživači Marsa trebali uzgajati vlastite lijekove. U svojoj laboratoriji na Sveučilištu Južna Kalifornija priprema se provesti eksperiment kako bi ovo bilo moguće.
Ako sve ide po planu, nekoliko sretnih primjeraka gljiva zvanih Aspergillus nidulans putovat će raketom SpaceX do Međunarodne svemirske stanice.
Ova posebna vrsta gljivica ključna je za biomedicinska istraživanja. Znanstvenici su proučavali genom A. nidulans daleko i široko, ali nepoznati dijelovi ostaju. Funkcije mnogih gena su nepoznate, a Wangov tim nada se da će kozmički stres pomoći genima da se aktiviraju i proizvedu nove komponente. Ako A. nidulans pomislimo kao tvornicu, "mnogo strojeva u ovoj tvornici je isključeno, tako da ne znamo što rade", objašnjava Wang. "U svemiru se mogu uključiti."
U većini slučajeva A. nidulans proizvodi samo nekoliko klasa spojeva, ali Wang kaže da je njegov laboratorij otkrio da "proizvode različite prirodne proizvode ovisno o uvjetima u kojima rastu". Tim se nada da će jedinstveni stresni uvjeti prostora moći pokrenuti kreativnost gljiva i proizvesti sastojke koji se mogu ugraditi u lijekove. Ovo bi pomoglo i zemaljima i astronautima u svemiru.
Promotivni video:
Wang-ov tim također želi A. nidulans ili druge gljive pretvoriti u tvornice sposobne proizvoditi široku paletu lijekova u svemiru. Ali prvo, trebaju vidjeti kako će uvjeti visoke radijacije i niske gravitacije utjecati na biljke. Koje će spojeve proizvesti, u kojim količinama? Koji se geni aktiviraju, kako se suzbijaju?
Da bismo to saznali, uzorci gljiva šalju se u svemirsku stanicu nekoliko dana, a potom zamrzavaju dok se ne vrate na Zemlju. Nakon što se svemirske gljive vrate, znanstvenici će usporediti njihove metabolite, proteine i uzorke ekspresije gena s onima na Zemlji.
Zatim bi istraživači mogli upotrijebiti te podatke za uzgoj sojeva gljive otpornih na svemir - A. nidulans ili druge vrste, ako pronađu one koji su prikladniji za posao.
Na primjer, A. nidulans je sposoban proizvesti spojeve koji se bore protiv niske gustoće kostiju, problema koji muči astronaute koji puno vremena provode izvan gravitacije. Gljiva obično stvara ovaj spoj u malim količinama, ali selektivnim uzgojem sojeva koji daju velike količine ovog spoja znanstvenici bi mogli proizvesti produktivnije verzije.
Wang vjeruje da bi budući istraživači Marsa mogli uzeti nekoliko spora svakog soja i uzgojiti ih po potrebi, proizvodeći lijekove u samo 2-4 dana. Za razliku od biljaka, gljivice ne trebaju tlo ili posebne uvjete osvjetljenja. Potrebno je samo otpad iz hrane i nešto vode.
Gledajući unaprijed, genetski inženjering mogao bi pomoći gljivama da izrade sve vrste antibakterijskih, antifungalnih, pa čak i lijekova protiv raka na putu do Marsa i natrag. Uz njihovu pomoć bilo bi moguće napraviti bilo koji lijek izveden iz gljiva.
"Veliki proboj u sintetskoj biologiji je sposobnost reprogramiranja tih organizama", kaže Wang. "Ne samo što ih možemo reprogramirati, njima možemo lako manipulirati."
Na kraju krajeva, kaže Wang, astronauti neće čak morati ponijeti i kompletnu pomoć. Ako Mars istraživačima ponestane griseowulfina, zemaljska kontrola uputit će im e-poštu s genskim redoslijedom koji se koristi za izradu lijeka, a DNK sintesajzer može te kodove upisati u umjetnu ćeliju, koja će potom proizvoditi lijek.
No, iako znanstvenici već mogu upisati DNK u umjetne stanice, praktična primjena ove tehnologije udaljena je nekoliko desetljeća od nas.
ILYA KHEL