Program NIAC založila agentura NASA, aby podpořila výzkum projektů, u kterých se dá praktické uplatnění očekávat až ve vzdálenější budoucnosti. V rámci našeho seriálu, ve kterém si představujeme jednotlivé podpořené projekty, jsme se dopracovali až k projektu STASH (Studying Torpor in Animals for Space-health in Humans), který by měl podle jeho předkladatelů přinést revoluční přístup k meziplanetárnímu cestování astronautů. Dnešní téma tedy jistě opět potěší všechny příznivce žánru sci-fi, ale na druhou stranu není oproti mnoha dalším podpořeným projektům až tak moc vzdálené.
Používání nemodelových organismů v lékařském výzkumu se rychle rozšiřuje a už má významný vliv na zlepšování zdraví lidí. Poznatky získané při studiu jedinečných vlastností savců se využívají k vývoji nových terapeutických látek. Pozoruhodný fenotyp hibernace savců přináší jedinečné fyziologické a metabolické výhody, které jsou aktivně zkoumány pro potenciální využití v oblasti lidského zdraví na Zemi. Tyto výhody také skrývají naději pro eliminaci mnoha fyzických i psychických rizik spojených s kosmickým cestováním. Esenciální součástí hibernace je energeticky úsporný stav označovaný jako torpor, který obnáší aktivní a často hluboké snížení rychlosti metabolických procesů a homeostázy (udržování stálosti vnitřního prostředí organismu). Další potenciální výhody obnášejí zachování svalové a kostní hmoty navzdory dlouhé nepohyblivosti, nebo ochranu před radiací.
Navzdory mimořádnému potenciálu zatím neexistuje kosmická infrastruktura potřebná ke studiu torporu laboratorních hlodavců a hibernace se v mikrogravitaci nikdy nestudovala. To je kritická mezera v porozumění hibernace a jejích potenciálních aplikací v pilotované kosmonautice. Tým expertů proto navrhl tuto situaci napravit návrhem a realizací STASH, nové hibernační laboratoře v mikrogravitaci pro použití na palubě ISS. Návrh obsahuje některé jedinečné a nezbytné funkce včetně schopnosti zachovat uvnitř teplotu okolo 4 °C, měnitelnou úroveň cirkulace vzduchu v komoře pro zvířata, což umožní měřit tempo metabolismu podle spotřeby kyslíku a dále schopnost měřit v reálném čase celkovou ventilaci, tělesnou teplotu a srdeční puls. Jednotka STASH by měla obsahovat komory pro zvířata, které pojmou očekávanou škálu hibernujících a nehibernujících druhů, což zvýší její použitelnost pro různé studie na ISS tím, že umožní fyziologická měření v reálném čase.
Jednotka STASH je navržena ve spolupráci s firmou BioServe Space Technologies a měla by být integrována do jednotky SABL (Space Automated Biological Laboratory). To umožní dosažitelnou a praktickou aplikaci výzkumu ke zlepšení chápání hibernace i fyziologie savců v kosmickém prostoru. Krátkodobé cíle projektu STASH míří na inovativní základní výzkum hibernace v prostředí mikrogravitace, což položí základy pro aplikace jejích potenciálních benefitů pro lidské zdraví. To obnáší určení, zda hibernace poskytuje očekávanou ochranu před úbytkem kostí a svalů.
Střednědobé cíle projektu začínají rozvíjet translační aplikace výzkumu hibernace. Sem patří použití STASH jak pro testování bioaktivních molekul, které napodobují transkripční znaky hibernace, tak pro hodnocení metod navození umělého torporu z hlediska jejich schopnosti poskytovat podobnou ochranu. Jakožto dlouhodobý cíl by při pilotované výpravě na Mars mohl umělý torpor sloužit jako relevantní opatření, které by mohlo změnit pravidla kosmického průzkumu. Omezila by se, či úplně vymizela by rizika spojená s riziky kosmického cestování, která NASA označuje zkratkou RIDGE – Kosmické záření, izolace a uzavření, vzdálenost od Země, gravitační pole a nepřátelské/uzavřené prostředí.
Výzkum prováděný pomocí STASH by byl prvním nezbytným krokem k získání základních poznatků o schopnosti hibernace snižovat zdravotní rizika spojená s pobytem v kosmickém prostoru. Tyto poznatky poslouží jako podklad pro vývoj biomimetických lékových protiopatření i budoucí infrastruktury potřebné k podpoře astronautů, kteří se zúčastní meziplanetárních misí v torporu. Předkladatelé se domnívají, že STASH je ztělesněním projektů s vysokým rizikem a vysokým ziskem, pro které byl program NIAC založen.
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/01/2024-ph-i-sprenger-graphic.png
