Arktyczne wiewiórki mogą być kluczem do pomocy astronautom w przetrwaniu długich misji. Ich wrodzone umiejętności hibernacyjne zostaną wykorzystane w celach medycznych oraz poprzez NASA.
Naukowiec z Uniwersytetu Alaski bada efekty eksperymentalnego leku u hibernujących arktycznych wiewiórek ziemnych, co ma na celu pewnego dnia pomóc astronautom przetrwać w kosmosie.
Pracując poprzez grant kosmiczny od NASA, Kelly Drew, profesor chemii i biochemii na Uniwersytecie Alaski w Fairbanks, mówi, że lek, jeśli się powiedzie, może pomóc ludziom podczas długoterminowych podróży kosmicznych.
Badania mogą być wykorzystane do pomocy załogom, „od ekstremalnych medycznie wywołanych hibernacji dla długoterminowych misji kosmicznych do ochrony astronautów z gorączki kabiny, promieniowania jonizującego i wiele więcej”, zgodnie z NASA.
Wiewiórki arktyczne zachowują masę mięśniową i kostną podczas przedłużonej hibernacji, a jednym z celów jest replikacja tego u ludzi, powiedziała agencja kosmiczna.
„Oczywiście science fiction polega na tym, że chcemy, aby ludzie hibernowali się na potrzeby długoterminowych podróży kosmicznych. Europejska Agencja Kosmiczna już w to zainwestowała i jest to ostateczne marzenie” – powiedziała Drew. „Moja praca i zainteresowanie NASA do tego momentu nie było tak ogromne”.
Drew powiedziała UPI, że badania, które prowadzi, skupiły się przede wszystkim na zastosowaniach hibernacji w opiece krytycznej i medycynie ratunkowej.
„Wynika to z tego, co kiedyś nazywano hipotermią terapeutyczną, a teraz nazywa się to ukierunkowanym zarządzaniem temperaturą. To wielka sprawa dla lekarzy, którzy zajmują się urazami mózgu” – powiedziała Drew, dodając, że ludzie „zazwyczaj umierają z powodu urazu mózgu.”
Lepsze wyniki
Lekarze i ratownicy stwierdzili, że schłodzenie ofiar urazu mózgu nawet o kilka stopni poprawia wynik leczenia. Jednak procedury chłodzenia ludzkiego ciała nie osiągnęły jeszcze całkiem zaawansowanego poziomu.
„W tej chwili to, co robią początkowo, to po prostu pakowanie ludzi na lodzie i możesz sobie wyobrazić, jakie to uczucie” – powiedziała Drew.
„To jest łatwe u kogoś po zatrzymaniu krążenia, ponieważ są w śpiączce i dlatego uchodzi im to na sucho. Ale kiedy próbują to zrobić ludziom z udarem lub innymi rodzajami urazów mózgu, którzy nie są w śpiączce, to nie działa. Po pierwsze, są tak niewygodne”.
Taka opieka doraźna mogłaby posunąć się naprzód dzięki dalszemu zrozumieniu, jak zwierzęta hibernujące, takie jak arktyczne wiewiórki ziemne, obniżają temperaturę ciała, powiedziała Drew.
„Robią to bez żadnego stresu. Do tego są po prostu stworzone. I robią to poprzez obniżenie termostatu. To, na czym się skupiliśmy, to krótkotrwałe chłodzenie od 24 do 32 godzin do trzech dni” – powiedziała Drew.
Dodała, że trzy dni chłodzenia to już standardowa opieka nad ludzkimi dziećmi cierpiącymi na encefalopatię niedotlenieniowo-niedokrwienną, stan występujący podczas porodu, który może prowadzić do porażenia mózgowego.
„Teraz chłodzą dzieci przez trzy dni, a więc są to rzeczy, które są już w klinice” – powiedziała Drew.
„To, co nas interesuje, to możliwość rozszerzenia tego na zdalną opiekę awaryjną, więc dotyczy to Alaski, a także dotyczy NASA”.
Kupowanie czasu
Może to oznaczać, że pacjenci – w tym astronauci – którzy doznali udaru lub ataku serca, mogą być umieszczeni w medycznie wywołanej hibernacji, aby spowolnić ich metabolizm, dopóki nie będą mogli otrzymać opieki.
Drew powiedziała, że finansowanie NASA pozwala jej zespołom prowadzić dalsze badania nad lekiem, który może wywołać hibernację u wiewiórek.
„Jedną rzeczą, którą wiemy na pewno, jest to, że mamy lek, który wywoła hibernację w wiewiórkach ziemnych, a inni ludzie wykazali, że wywołuje hibernację u innych gatunków, które normalnie hibernują, jak chomiki” – powiedziała Drew.
Powiedziała, że eksperymentalny lek, BCP-191, nazwany od firmy, Be Cool Pharmaceutics, może również wywołać stan podobny do hibernacji zwany letargiem, który występuje u myszy, w którym ich metabolizm jest wyłączony.
„Problemem jest to, że ten lek ma pewne skutki uboczne, a więc to jest to, co próbujemy wymyślić teraz — jak zarządzać tymi skutkami ubocznymi, aby było bezpiecznie”, powiedziała Drew, dodając, że lek jest dokładniej kombinacją leków, które wywołują hibernację, a następnie ograniczają skutki uboczne.
„Próbujemy zrównoważyć korzyści płynące z niskiego ciśnienia krwi i niskiego tętna w tym, co przynosi w zakresie tłumienia metabolizmu, ponieważ ludzie nie mają tej tolerancji na bardzo, bardzo niski przepływ krwi, jak niektóre z tych gatunków hibernujących,” powiedziała Drew.
Powolny postęp
Powiedziała, że czyni się postępy w rozwiązywaniu tych skutków ubocznych, a badania „posuwają się naprzód po trochu”.
Drew powiedziała, że jej celem jest to, że BCP-191 może ostatecznie osiągnąć próby na ludziach, ale jej zespół ostatnio „uderzył w rodzaj uderzenia”.
„Więc jesteśmy z powrotem do deski kreślarskiej, co jest dobrą rzeczą, ponieważ naprawdę trzeba zrozumieć, co się dzieje”, powiedziała Drew.
„Gdybyśmy dostali to wcześniej, byłoby to tylko szczęście i tak naprawdę nie znalibyśmy prawdziwych zależności między poziomem krwi a efektem. A to jest naprawdę ważne, gdy zamierzasz przejść na inny gatunek.”
Drew zauważyła, że jej zespół bada arktyczną wiewiórkę ziemną, ponieważ jest to najbardziej ekstremalny przykład zwierzęcia, które hibernuje.
„Jeśli zamierzasz coś zmierzyć, im bardziej ekstremalny jest przykład, tym łatwiej jest uzyskać z niego dobre pomiary i naprawdę go zrozumieć, ponieważ jest to tak wyraźny efekt” – powiedziała.
„Arktyczna wiewiórka naziemna jest prawdopodobnie najbardziej znanym superhibernatorem. Jest przystosowana do ekstremalnego środowiska arktycznego”.
Te wiewiórki mogą pozostać metabolicznie stłumione przez około trzy tygodnie na raz, ogrzewając się przez dzień lub dwa przed ponownym wejściem w hibernację.
„Innym modelem, który jest bardzo atrakcyjny do zastosowania u ludzi jest niedźwiedź. Oczywiście, są one o wiele trudniejsze do studiowania”, powiedziała Drew.
„Jest wiele korzyści dla niedźwiedzi i są ludzie w Fairbanks, którzy studiują niedźwiedzie, a my wszyscy rodzaj pracy razem. Po prostu trudniej jest prowadzić badania nad lekami u niedźwiedzia”.
Promieniowanie, obawy związane z gorączką kabiny
Drew dodała, że współpracuje z firmą SpaceWorks Enterprises, która otrzymała fundusze od NASA, aby złożyć razem koncepcję tego, co hibernacja mogłaby zapewnić NASA w spełnieniu jej celów ochrony astronautów przed promieniowaniem i gorączką kabiny.
Denise Thorsen, dyrektor programu Space Grant i NASA Established Program to Stimulate Competitive Research na Uniwersytecie Alaski, powiedziała, że wierzy, iż Drew jest „naprawdę blisko” możliwości przetestowania leków hibernacyjnych u ludzi.
Powiedziała, że badania Drew mogą mieć również wpływ na leczenie na Ziemi, np. w wiejskiej części Alaski, gdzie doznanie urazu może oznaczać konieczność lotu do Harborview Medical Center w Seattle – najbliższego centrum urazowego.
„Lecisz do Seattle, to cztery lub pięć godzin lotu w zależności od tego, skąd pochodzisz” – powiedział Thorsen.
„Jeśli nie masz czegoś, co pomoże ci nie utrzymywać, dopóki nie będziesz mógł się tam dostać, jesteś w zasadzie martwy. Więc implikacja dla Alaski jest ogromna”.
Źródło: Arctic squirrels may hold key to helping astronauts survive on long missions