Fluorescenční mikroskopy jsou velmi užitečné přístroje, které umožňují  pozorovat změny v živých buňkách. Jsou však docela velké a ve vesmíru se musí místem šetřit. Naštěstí však již vzniká miniaturizovaná verze tohoto mikroskopu, která by na ISS měla umožnit taková pozorování. I s pomocí takového mikroskopu bude možné zjistit, jak naše těla přivykají na stav mikrogravitace. „Fyziologie astronautů se po celou dobu jejich letu mění kvůli absenci dostatečného působení gravitace,“ vysvětluje Oliver Ullrich z univerzity v německém Magdeburgu, který vývoj mikroskopu vede a dodává: „Pochopení molekulární podstaty této buněčné reakce na změněnou gravitaci je klíčem k řízení rizika, sledování a vývoji protiopatření pro budoucí dlouhodobé vesmírné výpravy. Buněčná adaptace na mikrogravitaci můžeme studovat a pochopit jen při dynamickém nebo živém měření. Experimenty zajišťující živé snímkování ve vesmíru jsou kriticky důležité k pochopení buněčné adaptace na mikrogravitaci.“

Experiment FLUMIAS-DEA umožňuje pozorovat vzorky fixovaných a živých buněk pomocí upravené, patentované technologie, která dává vzniknout menším mikroskopům a snižuje jejich technologickou komplexnost. „Rozměry FLUMIAS-DEA umožňují umístění do sedmi krychlových sekcí ve Space Tango TangoLab,“ popisuje výzkumník Rainer Treichel z firmy Airbus Defence and Space, který se podlí na výzkumech pro Německou kosmickou agenturu DLR a dodává: „Na začátku vývoje nebylo jasné, zda se požadavky podaří splnit. Standardní laboratorní mikroskopy se srovnatelnými možnostmi obvykle zabírají prostor srovnatelný s běžným psacím stolem.“

Samotná fluorescenční mikroskopie je klíčovým nástrojem v biologickém a medicínském výzkumu, který umožňuje zviditelnit prostorové struktury buněk a tkání. Technika spočívá v aplikování takzvaných fluorochromů, což si můžeme představit jako barviva, která reagují na různé vlnové délky vyzařovaného světla. Fluorescenční mikroskop osvětluje vzorek zářením se specifickými vlnovými délkami, aby oddělil signály z barviv. Díky tomu je možné identifikovat specifické buněčné prvky, které mohou být i pod rozlišovací schopností mikroskopu. Využitím této metody k pozorování živých buněk poskytuje náhled do dynamických buněčných procesů jako je transport proteinů mezi buňkami, přestavba cytoskeletu, nebo třeba tok iontů – třeba těch vápníkových, které migrují z buňky ven a opačným směrem. Mikroskopy s vysokým rozlišením dokumentují tyto procesy v průběhu času a dokonce i ve 3D.

Zařízení schopné zobrazovat biologické vzorky ve třech rozměrech má ve výzkumu na ISS široké uplatnění. FLUMIAS-DEA a jeho výzkum má vyšlapat cestu k používání fluorescenční mikroskopie při komplexnějších biologických výzkumech ve vesmíru. Příští generace tohoto zařízení, označovaná jako FLUMIAS-ISS je již ve vývoji a s termínem startu na stanici se zatím počítá v roce 2020. Díky tomuto zařízení by mělo být možné zkoumat vnitrobuněčné procesy savčích i rostlinných buněk při různých úrovních umělé gravitace, v širokém rozpětí od mikrogravitace po pozemských 1 g.

Ale stejně jako u velké většiny výzkumů, které na ISS probíhají a probíhat budou, i v tomto případě se tento systém dá využít i na Zemi. Kompaktní fluorescenční mikroskop schopný vytvářet 3D snímky biologických vzorků by mohl najít využití v odlehlých částech světa nebo při mimořádných situacích. Tím, že se zmenší rozměry mikroskopu totiž nedojde ke zhoršení jeho schopností.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/img_1156.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/f_2.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/f_3.png