Vítejte****Kosmické Léky - Imunoterapie z Vesmíru****Mozek jako zbraň****Ošetřovatelství - věda o lidských potřebách a kosmonautika****ANGIEX-Na palubě ISS se vyvíjejí léky proti rakovině****Jak ve vesmíru zvážit astronauta?****Kosmonautix: Cislunární medicína****Plíce se ve vesmíru hojí pomaleji****Mezi životem a smrtí ****Vliv mikrogravitace na strukturu mozku****Přeji příjemné čtení :-)

Sunday, April 9, 2017

OMICS: cesta ke kosmické medicíně budoucnosti


Dobrý zdravotní stav, je při výběru astronautů prioritou. Jejich těla během práce např. na oběžné dráze čelí celé řadě unikátních stresorů. Nyní, když se začínají naplno rozebíhat přípravy pro cestu na Mars, bude nutné se zaměřit na výzkum vlivu stresorů z pobytu ve vesmíru na lidské tělo, doslova až na molekulárně-biologické úrovni.

Právě k tomu účelu slouží série experimentů, nesoucí souhrnné označení "omics" (en) ,na kterých spolupracují vědci doslova z  celého světa. Role pokusných subjektů se ujali Scott a Mark Kellyovi, astronauti NASA a kromně toho také jednovaječná dvojčata. NASA zkoumá molekulární informace, získané od obou astronautů a vzájemně je srovnává.

OMICS

Právě srovnání dvou, téměř identických genomů dvojčat-astronautů, jednoho na Zemi a druhého ve vesmíru, kteří mají stejný režim, zahrnující přesně navrženou dietu, striktní režim cvičení a denní pracovní režim je hlavní náplní projektu.

Rozdíl mezi oběma astronauty je v tom, že jeden z nich pobývá ve vesmíru a čelí specifickým stresorům kosmického prostředí a druhý je na Zemi, v podmínkách běžného života. Vědci se tedy zaměřují na srovnání fyziologických změn, ke kterým u obou astronautů dochází a to až na molekulární úrovni.

V rámci projektu OMICS je zahrnuto studium mnoha typů biomolekul, zahrnující DNA, RNA, proteinů, metabolitů, či mikrobiální DNA. Předmětem zájmu vědců jsou fluktuace v typech a koncentracích těchto biomolekul, vliv fyziologických změn a psychologické zátěže, či sklony k rozvoji různých onemocnění.

Omics v podstatě v sobě integruje celou řadu biologických disciplín které se zabývají studiem rozmanitého množství biomolekul. Čistě edukativně se tato multidisciplinární oblast dělí na genomiku, transkriptomiku, proteomiku, epigenomiku, metabolomiku a mikrobiomiku.

Lze si to vlastně představit, jako velikou molekulární skládačku puzzle a vaším úkolem je všechny ty jednotlivé dílky poskládat k sobě. Teprve poté uvidíte celý, komplexní obraz lidského těla, až po tu nejzákladnější molekulární úroveň. Vypadá to, že se nyní nacházíme na prahu období velkých objevů, které ve svém důsledku povedou k raketovému rozvoji například v oblasti tzv. "personalizované medicíny (en)".

Poté, co se vědcům podařilo popsat kompletní lidský genom, pustili se do dalšího kroku. Bylo jím vytvoření digitální databáze která umožnila srovnávání genomů. To poté vedlo k rozvoji nové generace technologií, umožňujících "DNA sekvenování", jako jsou RNA a protejnové mikročipy a hmotnostní spektrometry a díky těmto nejnovějším technologiím, získáváme velké množství dat. Tak například, kdybychom mohli rozmotat veškerou DNA, která se v buňkách našeho těla nachází od začátku až do konce a navázat je za sebe, dosáhla by jejich celková délka na Pluto a zpět.

Moderní technologie umožňují, že vědci dnes mohou vidět mnohem více, než kdykoliv předtím. Mohou vidět nejen buňku, ale také všechno uvnitř ní, včetně drah a molekulárních interakcí. Dá se to 
přilovnat k přechodu NASA z Hubbleova vesmírného dalekohledu k teleskopu nové generace Jamese Webba, který má tak bezprecedentní rozlišovací schopnost a citlivost, že s ním lze pozorovat první hvězdy ve vesmíru, stejně tak jako formace nových galaxií. Zrovna tak v biologických vědách dnes vědci mohou sledovat "genovou expresi", průběh "transkripce", proteiny, metabolity a mikroby a jak to všechno vzájemně interraguje na molekulární úrovni.

Lidé jsou velice složité a komplexní bytosti, kdy mezi jedním a druhým člověkem jsou milióny rozdílů. Novým trendem v dnešní medicíně je léčit každého člověka individuálně a přesně dle jeho potřeb, ale ne vždy k tomu je dostatek potřebných informací. Studie v oblasti OMICS se například zaměřují na výzkum v oblasti léčby rakoviny. Možná, jednoho dne, budou OMICS profily vyhodnocovány nejen astronautům, ale také velkému množství pacientů

NASA Human Research Program Twins Study, je prvním krokem ve vývoji metodologie, integraci dat a postupů z různých oblastí výzkumu. Tato snaha má vést k vývoji personalizovaných protiopatření, tedy takových, která jsou navržena pro jednoho každého astronauta a která se týkají zvýšení jeho bezpečnosti a výkonnosti během vesmírné mise. S podporou technologií 21. století vědci a astronauti pracují na vývoji nových pomůcek pro identifikaci biomarkerů, které snad jednou pomohou ke zdravějšímu a delšímu životu nám, obyčejným lidem na Zemi

Nový výzkumný program NASA v budoucnosti umožní realizaci průkopnických vesmírných misí a to tak, že redukují možná rizika pro lidské zdraví, pomůže vyvinout nové metody pro péči o zdravotní stav posádek a zlepšit obyvatelnost kosmických lodí a základen na oběžné dráze, Měsíci, i na Marsu.

Zdroj: