Na palubě Mezinárodní kosmické stanice je v současné době realizován výzkum, jehož cílem je poodhalit tajemství Alzheimerovy choroby. Tato neurodegenerativní choroba, jeden z typů demence, se projevuje postupným ubýváním nervových buněk, následkem čehož pacienti trpí poruchami paměti. Alzheimerovou nemocí trpí celkově cca 1% populace. Její výskyt pak stoupá v jednotlivých věkových skupinách. Od 65 let až po 84. rok věku tímto onemocněním trpí od 4% do 17% lidí. To z tohoto onemocnění činí významný nejen zdravotní, ale i socioekonomický problém. Uvádí se také, že Alzheimerova choroba je 4. – 5. nejčastější příčinou smrti.

Nemoc, která devastuje lidský mozek i lidský život…
Degenerativní onemocnění mozku, typ demence, postihující zejména paměťové schopnosti, to je Alzheimerova nemoc. S progresí onemocnění člověk pomalu ztrácí schopnost se sám o sebe postarat. Kvalita života výrazně klesá a člověk se stává závislým na pomoci druhých. Běžné činnosti, jako je vaření, nakupování se stávají stále náročnějšími. Co je dnes za den? Kde to jsem? Nepoznáváte ani své nejbližší. Váš život se promění v bezradné bloumání. Alzheimerova choroba jakoby vám ukradla duši.

CAD model zařízení NanoRacks-SABOL.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Nano Racks…
Pochopit podstatu tohoto zákeřného onemocnění a pomoci tak s vývojem účinné léčby, se nyní vědci snaží v rámci projektu NanoRacks-SABOL (NanoRacks-Self-Assembly in Biology and the Origin of Life). Při Alzheimerově chorobě se v mozku vytvářejí vláknité plaky bílkoviny, zvané amyloid. Tento experiment sleduje způsob, jakým dochází ke tvorbě amyloidových vláken. Tento proces je pak porovnáván s tvorbou vláken, jak k ní dochází na Zemi. Zařízení NanoRacks-SABOL je v podstatě samoobslužné. Jeho využití v biomedicíně je v podstatě v tom, že díky němu lze sledovat a pokusit se pochopit fyzikální principy tvorby dlouhých proteinových vláken přímo v roztoku různých proteinů.

Druhý obrázek byl pořízen pomocí tzv. AFM (Atomic Force Microscope) ukazuje časné a pozdní fáze růstu dlouhých vláken z roztoku lysozymových proteinů. Podobný proces se odehrává i v mozcích lidí postižených Alzheimerovou chorobou. To prokázala post mortem analýza mozkové tkáně, ve které dochází k akumulaci vláken z proteinů TAU, nebo z Amyloidu-β. Proces, jakým k tomu dochází, je velmi podobný, jako je tomu v roztoku lysozymových proteinů. Nicméně, co se amyloidu týče, tak není jasné, jestli je tvorba jeho depozitů v mozku příčinou, nebo jen příznakem Alzheimerovy nemoci. Zatím ani není úplně jasné, jestli se budou tvořit stejným způsobem v umělém prostředí, jako se tvoří v organismu. Primárním cílem experimentu SABOL je právě vyvinout technologii, která vědcům umožní studovat vznik a chování různých typů proteinových vláken v prostředí mikrogravitace.

Snímek pořízený pomocí AFM (Atomic Force Microscope) ukazuje časné a pozdní fáze růstu dlouhých vláken z roztoku lysozymových proteinů.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Jak je vidět na obrázku nahoře, zařízení obsahuje tři řady po třech kontejnerech, z nichž každý je vybaven mechanismem, který slouží k aplikaci proteinového prášku do roztoku. Každý kontejner je tedy nejprve rozdělen na dvě části, které jsou od sebe navzájem izolovány. V jedné části kontejneru se nachází 0,04 gramu lysozymového prášku a ve druhé se nachází pufrovací roztok. Každý z kontejnerků má vlastní termoregulační systém, který vzorky udržuje při teplotě 55°C. Celý experiment je rozvržen na dobu od tří, do šestadvaceti dnů. Během té doby dojde ke spontánní tvorbě dlouhých vláken lysozymu, na kterých se dají (díky jejich délce) studovat zákonitosti jejich růstu a organizace, což by na Zemi bylo mnohem obtížnější.

ISS – jako jedinečná laboratoř
Mezinárodní kosmická stanice je naprosto jedinečná výzkumná laboratoř, která umožňuje ve výzkumu pokroky, kterých bychom byli na Zemi schopni jen velmi obtížně. Ačkoliv se to zdá neuvěřitelné, výzkum se tím pádem i zlevní. Je potřeba o tom neustále mluvit a veřejnosti, která má vliv na rozhodování politiků o financování vesmírných aktivit, to připomínat. Biomedicínský výzkum na palubě Mezinárodní kosmické stanice má výsledky, které slouží zlepšování zdraví i kvality života nás všech.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.space.com/
https://www.wikiskripta.eu/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/Cc026N1VAAAocoP.jpg
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/NanoRacks-SABOL2.png
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/NanoRacks-SABOL1.png