Se os humanos estão destinados ao espaço profundo, eles precisam entender como o ambiente espacial muda a saúde, incluindo envelhecimento e resistência a antibióticos.

Um novo projeto da NASA pode ajudar. Seu objetivo é desenvolver tecnologia usada para estudar "ômicas" - campos da microbiologia que são importantes para a saúde humana. Omics inclui pesquisa em genomas, microbiomas e proteomas.

O projeto Omics in Space está sendo liderado pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. O projeto foi recentemente financiado pelo Translational Research Institute for Space Health da NASA por quatro anos de estudos. Ao longo desse tempo, A NASA espera desenvolver designs imprimíveis em 3D para instrumentos na Estação Espacial Internacional (ISS), que pode lidar com líquidos como amostras de sangue sem derramar na microgravidade. Essas ferramentas podem permitir que os astronautas analisem amostras biológicas sem enviá-las de volta à Terra.

Aprender como as bactérias afetam a saúde da tripulação, ou como os genes afetam o envelhecimento e as doenças, pode garantir a segurança de missões de longo prazo a Marte e além.

Sem correio noturno no espaço

A NASA já estudou ômicas com esforços como o experimento Microbial Tracking 1, que examinou a diversidade microbiana na estação espacial. Mas não há como processar amostras na estação agora, então eles têm que ser enviados para a Terra.

Pode levar meses entre o momento em que uma amostra é coletada e uma análise é feita, disse Kasthuri Venkateswaran do JPL, investigador principal do projeto Omics in Space.

"Você não recebe correspondência durante a noite quando vai para o espaço, "Venkateswaran disse." Você tem que fazer todas as análises sozinho. Este projeto irá desenvolver um sistema automatizado para estudar biologia molecular com intervenção mínima da tripulação. "

Um dos maiores desafios na preparação de amostras é o manuseio de fluidos em microgravidade. Os astronautas coletam uma variedade de amostras, incluindo sua própria saliva e sangue, bem como micróbios coletados nas paredes da ISS. Essas amostras devem então ser misturadas com água para que possam ser injetadas nos instrumentos de análise. Sem as ferramentas adequadas, as amostras podem derramar, flutuar ou formar bolhas de ar que podem comprometer os resultados.

Um grande passo em 2016

Ano passado, A NASA deu um grande passo ao sequenciar o DNA no espaço pela primeira vez. Os astronautas usaram um minúsculo, ferramenta de sequenciamento portátil chamada MinION, desenvolvido por Oxford Nanopore Technologies.

Omics in Space irá construir sobre este sucesso desenvolvendo um extrator de DNA / RNA automatizado que irá preparar amostras para um dispositivo MINION. Uma parte crítica deste extrator é um cartucho de plástico imprimível em 3-D necessário para extrair os ácidos nucléicos das amostras para o sequenciamento do MinION.

Toda essa tecnologia foi testada aqui na Terra, disse Camilla Urbaniak, pesquisador de pós-doutorado no JPL e co-investigador em Omics in Space.

"Estamos pegando o que está na Terra para analisar o DNA e consolidar todas as etapas em um sistema automatizado, "Urbaniak disse." A novidade é que estamos desenvolvendo um balcão único que pode extrair e processar todas essas amostras. "

O futuro da saúde espacial

Pesquisas anteriores de ômicas revelaram que o sistema imunológico dos astronautas tende a ser mais fraco depois de viver na ISS. Os cientistas não sabem ao certo por quê.

O campo da epigenética, que estuda como os genes são expressos - incluindo como os humanos envelhecem - poderia ajudar a explicar como a microgravidade e os raios cósmicos afetam nosso DNA.

Mas Omics in Space não é apenas sobre os passageiros humanos que viajam para a ISS. Também existem micróbios, transportado por humanos e cargas semelhantes, que se acumulam a bordo de naves espaciais.

"Precisamos montar uma 'lista de passageiros' dos micróbios que viajam pelo espaço, "disse Nitin Singh do JPL, outro co-investigador do projeto. "Então, os astronautas podem detectar marcadores genéticos que revelam se esses micróbios são úteis ou prejudiciais - a 'bagagem' que esses passageiros trazem com eles. "

Ser capaz de responder às mudanças no ambiente da tripulação é crucial durante longas viagens espaciais, disse Ganesh Mohan do JPL, um co-investigador do projeto que trabalhará para detectar micróbios patogênicos.

"Você pode ver se um micróbio possivelmente prejudicial está aumentando em número em tempo real. Se necessário, poderíamos então tomar medidas para neutralizar esses micróbios, "disse Mohan.