در پروژه‌ای پیشرو که در مهرماه ۱۴۰۵ کلید خورد، محققان «ماونت ساینای» (Mount Sinai) با همکاری ناسا و شرکت «اسپیس‌تانگو» (Space Tango)، مجموعه‌ای از اندام‌واره‌های مینیاتوری قلب و مغز را به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) ارسال کردند. این آزمایش علمی با هدف درک عمیق‌تر پدیده پیری شتاب‌یافته در محیط‌های خارج از جو و بررسی واکنش بافت‌های انسانی به شرایط میکروگرانش و تابش‌های کیهانی طراحی شده است.
میکروگرانش؛ کاتالیزوری برای شبیه‌سازی پیری
یکی از بزرگترین چالش‌های زیست‌شناسی در حوزه هوافضا، تأثیر ماندگاری طولانی‌مدت در فضا بر فیزیولوژی انسان است. محققان بر این باورند که ۶ ماه اقامت در شرایط میکروگرانش، فرآیندهای بیولوژیکی پیری را معادل ۱۰ تا ۲۰ سال بر روی زمین تسریع می‌کند. این پدیده، فرصتی بی‌نظیر برای مطالعه بیماری‌های مرتبط با افزایش سن مانند آلزایمر و پارکینسون فراهم آورده است. شرایط محیطی فضا، به ویژه گرانش نزدیک به صفر، تغییراتی در سطح سلولی ایجاد می‌کند که شبیه‌سازی دقیق آن در آزمایشگاه‌های زمینی بسیار دشوار است.
معماری فنی و پلتفرم آزمایشگاهی CubeLab
بستر اجرای این آزمایش، سیستم‌های مینیاتوری موسوم به CubeLab است که توسط شرکت Space Tango توسعه یافته است. این آزمایشگاه‌های خودکار، که ابعادی کمی بزرگتر از یک جعبه کفش دارند، محیط طبیعی بدن انسان را برای اندام‌واره‌ها شبیه‌سازی می‌کنند. این پلتفرم از نظر فنی به گونه‌ای مهندسی شده است که تمامی پارامترهای حیاتی از جمله دما، اکسیژن‌رسانی و تأمین مواد مغذی را به‌صورت کاملاً خودکار کنترل کرده و سیگنال‌های الکتریکی قلب‌های مینیاتوری را به دقت مانیتور می‌کند.
مشخصات فنی و متدولوژی آزمایش
- هدف اصلی: تحلیل واکنش بافت‌های قلبی و مغزی به پیری شتاب‌یافته در فضا.
- تعداد نمونه‌ها: ۱۶ قلب مینیاتوری برای تست واکنش به سیگنال‌های الکتریکی.
- واحد پردازش زیستی: سیستم اتوماسیون CubeLab جهت حفظ شرایط حیات در محیط میکروگرانش.
- اندام‌واره‌های مغزی: نمونه‌های miBrain با اندازه یک دانه فلفل، شبیه‌ساز مغزهای سالم و بیمار.
- پلتفرم پرتاب: ماموریت تامین مجدد تجاری CRS-35 از پایگاه Cape Canaveral.
چرا اندام‌واره‌ها (Organoids)؟
استفاده از اندام‌های مینیاتوری به جای نمونه‌های انسانی یا مدل‌های حیوانی، مزایای استراتژیک فراوانی دارد. از دیدگاه لجستیک فضایی، این اندام‌واره‌ها فضای بسیار کمی را اشغال می‌کنند که برای محیط محدود ایستگاه فضایی حیاتی است. علاوه بر این، از نظر هزینه و اخلاق زیستی، این مدل‌ها به عنوان جایگزین‌های بسیار دقیق عمل می‌کنند. دانشمندان معتقدند نتایج حاصل از این آزمایش‌ها نه تنها برای مسافران آینده ماه و مریخ کاربرد دارد، بلکه دانش جدیدی برای درمان بیماری‌های عصبی در زمین فراهم خواهد کرد.
آینده‌پژوهی در زیست‌شناسی فضایی
لیسا کارنل، مدیر بخش علوم بیولوژیکی و فیزیکی ناسا، تأکید دارد که این آزمایش‌ها سنگ‌بنای ماموریت‌های اکتشافی عمیق‌تر فضایی هستند. با بررسی دقیق اینکه چگونه بافت‌های انسانی در خارج از مدار زمین (Low Earth Orbit) پاسخ می‌دهند، ناسا می‌تواند پروتکل‌های محافظتی بهتری برای فضانوردان طراحی کند. این دستاوردها نشان می‌دهد که تکنولوژی «آزمایشگاه در تراشه» (Lab-on-a-Chip) در ترکیب با زیرساخت‌های ایستگاه فضایی، در حال تغییر پارادایم پزشکی مدرن است.
