Az Artemis II küldetés során az űrhajósok saját sejtjeiből előállított csontvelőszövetet is feljuttatnak a világűrbe. Az űrrepülés ezen „szervekre” gyakorolt hatásainak megfigyelése jobb megértést nyújthat a hosszabb űrrepülések veszélyeivel kapcsolatban, és potenciálisan javíthatja a földi orvosi eljárásokat is.

Az Artemis II a Kennedy Űrközpontból indul, a tervek szerint legkorábban idén február 6-án, és ha minden jól megy, 54 év után először visz embereket az alacsony Föld körüli pályán túlra, és messzebbre, mint eddig bármikor. Bár a küldetést elsősorban a jövőbeli holdraszállás és egy lehetséges bázis előkészítéseként tervezték, a NASA számos tudományos kutatási célt is meg szeretne valósítani az út során.

Ennek keretében kerül sor az AVATAR (A Virtual Astronaut Tissue Analog Response) nevű projektre is. „Az AVATAR a NASA jövőbe tekintő szövetchip-kísérlete, amely forradalmasíthatja a tudományt, az orvostudományt és a multiplanetáris emberi fajként való léthez való hozzáállást” – nyilatkozta a NASA kutatója, Nicky Fox. „Minden szövetchip egy egyedileg létrehozott apró minta, amelynek segítségével megvizsgálhatjuk, hogy a mélyűr milyen hatással van az egyes űrhajósokra, hogy biztosak lehessünk abban, hogy a Holdra, majd a Marsra tartó utazáshoz minden egyes személy igényeit kielégítő orvosi felszereléssel rendelkezünk.”

Vérünk fő összetevői, beleértve a vörös- és fehérvérsejteket, valamint a vérlemezkéket, a csontvelőben keletkeznek. A csontvelő-donációk már több évtizeddel azelőtt is életeket mentettek, hogy más őssejt-átültetések is lehetségessé váltak. A csontvelő-chipek is több mint egy évtizedes múltra tekintenek vissza. Az olyan sejtek, amelyek a testen kívül is jól megmaradnak, ideálisak az űr hatásainak tanulmányozására. Hogy legyen összehasonlítási alap, a szöveteket az Artemis II űrhajósok csontvelőjéből vett sejtekből állítják elő, akik a chip mellett maguk is utaznak.

Az organ-on-a-chip kísérletek, vagyis a mikrofluidikus környezetbe telepített sejtek/szövetek az elmúlt években nagyban elősegítették az orvosi kutatások fejlődését. Gyakran olcsóbb és gyorsabb alternatívát kínálnak az állatkísérleteknél, anélkül, hogy etikai aggályok merülnének fel. Élő őssejteket használnak, amelyeket emberi szervek, például tüdő, szív vagy akár agy struktúráinak replikálására tenyésztenek, így megfigyelhetők rajtuk a gyógyszerek vagy bizonyos stresszfaktorok hatásai.

Most a NASA ezt a megközelítést szeretné felhasználni a hosszú távú űrrepülések tanulmányozására. A szakértők több évtizeden át tanulmányozták a mikrogravitáció hatását az űrhajósok egészségére, de szinte minden kutatás a Van Allen-övön belüli űrállomásokon történt, ahol a sugárzási környezet nagyon eltér a holdi vagy a marsi küldetésekétől. A Holdat megkerülő Artemis II küldetés ugyan csak 10 napig tart, de még így is sokkal több információt adhat arról, hogy mennyire biztonságos a hosszú távú sugárterhelés, mint eddig bármi.

A csontvelő nemcsak, hogy alkalmas a szervchipek készítésére, de különösen érzékeny a sugárzásra is, ami a hosszabb küldetések során az elsődleges aggodalomra okot adó tényező. Azt már tudjuk, hogy a csontvelő sejtjei mikrogravitációban másképp fejlődnek, ami hozzájárul a csontsűrűség csökkenéséhez, és ez a hosszú távú űrmissziók egyik nagy kihívása.

„A szervchipek létfontosságú adatokat szolgáltathatnak a NASA számára az űrhajósok egészségének védelméhez a mélyűri küldetések során” – mondta Lisa Carnell, a NASA kutatója. „Ahogy egyre messzebb jutunk, és egyre hosszabb ideig maradunk az űrben, a legénység csak korlátozott hozzáféréssel rendelkezik egészségügyi ellátáshoz. Ezért kritikus fontosságú megérteni, hogy vannak-e egyedi és specifikus egészségügyi igényei az egyes űrhajósoknak, hogy a jövőbeli utakra a megfelelő ellátmányt tudjuk velük küldeni.”

A visszatérés után a chipeken lévő sejtek DNS-ét szekvenálják, hogy megnézzék, milyen változások történtek, és ezeket az adatokat összehasonlítják a visszatért űrhajósok testéből közvetlenül kinyert sejtek adataival. A küldetés érdekessége, hogy bár a csontvelő-adományozás egykor fájdalmas művelet volt, az AVATAR projekt során kihasználják azt a tényt, hogy a vérből gyűjtött vérlemezkék kis számban tartalmaznak őssejteket és csontvelő-elősejteket, amelyeket el lehet különíteni a többi sejttől. Ezeket a sejteket az erek sejtjei mellé helyezve jó csontvelő-szimulációk készíthetők. A hosszabb űrküldetésekre vonatkozó kutatásokon túl az AVATAR javíthatja a sugárterápia csontvelőre gyakorolt hatásainak megértését is, lehetővé téve a jövőbeli kezelések célzottabbá tételét.