خلاصه مقاله
فضا به دلیل شرایط کم‌گرانش و بی‌وزنی، محیط منحصربه‌فردی برای مطالعه بیماری‌هایی مانند سرطان ایجاد کرده است. دانشمندان دریافته‌اند که ریزگرانش روند رشد سلول‌های سرطانی را تسریع می‌کند و ساختار سلول‌ها را تغییر می‌دهد، چیزی که روی زمین سال‌ها طول می‌کشد، در فضا در عرض چند روز اتفاق می‌افتد. این ویژگی باعث شده تا محققان از ایستگاه فضایی بین‌المللی برای آزمایش‌های تشخیصی، توسعه داروها و مطالعه تأثیرات زیستی بر بدن انسان استفاده کنند. از جمله، محققان دانشگاه نوتردام با استفاده از تشکیل حباب در فضا، آزمایشی با فقط یک قطره خون برای تشخیص زودهنگام سرطان ابداع کرده‌اند. همچنین، شرکت داروسازی مرک نشان داده که داروی «پمبرولیزوماب» در فضا به صورت تزریق ساده جذب می‌شود، در حالی که روی زمین نیاز به تزریق طولانی‌مدت دارد. با وجود هزینه‌های بالا و محدودیت فضای ایستگاه فضایی، آینده تحقیقات پزشکی در مدار در حال شکل‌گیری است و تا سال ۲۰۳۱ فرصت مناسبی برای انجام پژوهش‌های حیاتی وجود دارد.
چرا فضا برای پژوهش پزشکی مهم است؟
فضا فقط مکانی برای کاوش‌های ستاره‌شناسی نیست؛ بلکه به یک آزمایشگاه زیست‌پزشکی بینظیر تبدیل شده است. شرایط کم‌گرانش (ریزگرانش) تغییرات شگفت‌انگیزی در بدن انسان و سلول‌ها ایجاد می‌کند که روی زمین قابل مشاهده نیست.
چه اتفاقی در بدن انسان در فضا می‌افتد؟
فضانوردان پس از اقامت طولانی در فضا با مشکلات متعددی مواجه می‌شوند، از جمله:
- تورم صورت و انگشتان
- صاف شدن کره چشم و اختلالات بینایی
- کاهش قدرت عضلات
- سردردهای شدید
- تغییر نحوه جریان خون و سایر مایعات بدن
چرا فضا بهتر از زمین برای مطالعه سرطان است؟
محیط بی‌وزنی در فضا شتاب‌دهنده رفتارهای بیولوژیکی است. دانشمندان این ویژگی را برای مطالعه سرطان بهره گرفته‌اند.
رشد سرطان در فضا سریع‌تر است
روی زمین، سلول‌های سرطانی برای رشد به سطح متصل می‌شوند، اما در فضا این سلول‌ها آزادانه در همه جهات رشد می‌کنند و خوشه‌هایی شبیه حباب یا خوشه انگور تشکیل می‌دهند. این خوشه‌های بزرگ و سریع‌الرشد امکان مطالعه بهتر و دقیق‌تر را فراهم می‌کنند.
آزمایش سرطان با یک قطره خون!
محققان دانشگاه نوتردام از این ویژگی فضا برای توسعه آزمایشی استفاده کرده‌اند که فقط به یک قطره خون نیاز دارد. این آزمایش بر پایه تشکیل حباب‌ها در شرایط بی‌وزنی کار می‌کند. مواد موجود در خون که به سلول‌های سرطانی چسبیده‌اند، در لبه این حباب‌ها جمع می‌شوند و قابل آزمایش هستند.
چرا این آزمایش روی زمین جواب نمی‌دهد؟
نیروی گرانش روی زمین مانع از تشکیل حباب‌های منظم و بزرگ می‌شود. تاکنون نتوانسته‌اند این شرایط را در آزمایشگاه‌های زمینی شبیه‌سازی کنند.
فضای باز محرک سلولی است!
ریزگرانش تنها باعث تغییر ظاهر سلول‌ها نمی‌شود، بلکه ساختار داخلی آنها را هم تحت تأثیر قرار می‌دهد.
تغییر در میکروتوبول‌ها و افزایش خطر سرطان
میکروتوبول‌ها پروتئین‌های کوچکی هستند که شکل سلول را حفظ می‌کنند و تقسیم کروموزوم‌ها را هدایت می‌کنند. در فضا، ریزگرانش این ساختارها را مختل می‌کند و باعث تقسیم نامنظم سلولی می‌شود که خود می‌تواند به سرطان منجر شود.
اتصال تشعشعات فضایی به خطر سرطان
فضانوردان علاوه بر تأثیر گرانش، در معرض تشعشعات کیهانی قرار دارند که می‌توانند به DNA سلول‌ها آسیب بزنند و جهش ایجاد کنند. این دو فاکتور ترکیب خطرناکی را ایجاد می‌کنند.
راه‌اندازی داروهای نوین در فضا
فضا تنها برای تشخیص سرطان مناسب نیست، بلکه می‌تواند برای بهبود داروهای موجود نیز به کار رود.
داروی «کیترودا» در فضا سریع‌تر جذب می‌شود
شرکت داروسازی مرک نشان داده که داروی «پمبرولیزوماب» (کیترودا)، که معمولاً برای درمان سرطان به صورت تزریق نیم‌ساعتی داده می‌شود، در فضا می‌تواند به صورت تزریق ساده و کوتاه‌مدت جذب شود.
چرا این اتفاق می‌افتد؟
در شرایط بی‌وزنی، بلورهای تشکیل‌شده از مولکول‌های دارو معلق می‌مانند و به هم نمی‌چسبند. این باعث حل‌شدن سریع‌تر دارو در مایعات بدن و دسترسی به سلول‌های هدف می‌شود.
چالش اصلی چیست؟
این رفتار دارو فقط در فضا اتفاق می‌افتد و هنوز نتوانسته‌اند راهی برای شبیه‌سازی آن روی زمین پیدا کنند.
فضا، آینده درمان سرطان و تحقیقات پزشکی؟
شاید امروز به نظر دور از ذهن برسد، اما ممکن است روزی بیماران سرطانی به فضا سفر کنند تا تحت درمان باشند. البته این رویا فعلاً به دلیل هزینه‌های بالا غیرممکن است.
هزینه گزاف سفر به فضا
در حال حاضر، سفر به فضا بسیار گران است:
- ایستگاه فضایی بین‌المللی فقط جای هفت نفر دارد.
- شرکت اسپیس‌ایکس برای یک سفر ۳ تا ۸ روزه به مدار پایین زمین، حدود ۵۵ میلیون دلار هزینه دریافت می‌کند.
آینده مراکز درمانی در فضا
با کاهش هزینه‌های پرتاب و توسعه ایستگاه‌های فضایی خصوصی، روزی ممکن است:
- آزمایشگاه‌های مداری متعددی برای پژوهش پزشکی فعال شوند.
- داروها در فضا طراحی و آزمایش شوند.
- غربالگری‌های سالانه تست سرطان به صورت قطره‌خونی در فضا انجام شود.
فرصت کوتاه: ایستگاه فضایی ممکن است نابود شود
ایستگاه فضایی بین‌المللی یک فرصت طلایی برای پژوهش است، اما عمر آن به پایان می‌رسد.
| موضوع | جزئیات |
|---|---|
| مدت فعالیت ایستگاه فضایی | بیش از ۳۰ سال |
| پیش‌بینی برنامه نابودی | سال ۲۰۳۱ |
| زمان باقی‌مانده برای تحقیقات | حدود ۶ تا ۷ سال |
| هدف از تحقیقات | پیشرفت پزشکی، تشخیص زودهنگام سرطان، توسعه دارو |
دانشمندان تحت فشار هستند تا از این فرصت کم‌عیاد برای دستیابی به کشف‌های مهم استفاده کنند.