Chase Kempinski, Centrum, och Joe Chappell är en del av ett projekt som försöker fastställa de potentiella medicinska fördelarna med att skicka växter till rymden. Kredit:University of Kentucky
Joe Chappells senaste satsning på växtbaserad läkemedelsutveckling kan beskrivas, ganska bokstavligt, som "utan den här världen".
Chappell driver ett av University of Kentucky College of Pharmacys laboratorier för naturprodukter, med det specifika målet att utveckla nya terapier som härrör från floran. Nu, arbetar med brittiska postdoc Chase Kempinski och ett team från Lexingtons eget rymdkommersialiseringsföretag Space Tango, professorn har hittat en ny hypotes att testa i läkemedelsutvecklingens namn:huruvida att skicka växter till rymden kan öka deras förmåga att producera helande egenskaper.
Oavsett om det är användningen av aloe för att lindra en solbränna, eller ingefära för att lugna en orolig mage, växter har länge varit en god källa för medicinska tillämpningar. I modern historia, många av våra storsäljande läkemedel har en ödmjuk början i växter. Taxol, ett populärt läkemedel som används för att behandla bröstcancer och gynekologisk cancer, härleddes från idegranen från Stilla havet. Artemisinin, isolerad från söta malörtsväxter, är utplacerad över hela världen för behandling av malaria. Även vanlig aspirin har rötter i pilbarkträdet.
"Hela min karriär, Jag har varit intresserad av hur samhället i allmänhet använder växter, sade Chappell, ordförande för farmaceutiska vetenskaper i Storbritannien. "Inte bara för mat, utan för välbefinnandet. Vilka är de kemikalier som finns i växter som ger deras terapeutiska värde?"
Idén att skicka växter till rymden föddes från Chappells långvariga vänskap med Kris Kimel, medgrundare och ordförande för Space Tango och tidigare president för Kentucky Science Technology Corporation. Även om Space Tango är ett vinstdrivande företag, erbjuda tjänster för stora företag som vill göra forskning och tillverkning i rymden, det samarbetar med universitet som Storbritannien för att hjälpa till att genomföra vetenskapliga experiment.
"Det handlar om ny kunskap, nya idéer, och kreativa förhållningssätt till saker, " sa Kimel. "[Space Tango] skapades för att ta itu med vad vi såg som en fundamentalt ny gräns, särskilt inom området biomedicin."
Företaget tar hand om logistiken för rymdresor för sina små forskningsämnen, från att bygga de kompakta CubeLabs som håller materialet, att leverera nyttolasten till Elon Musks SpaceX-raketer nere i Florida, att övervaka experimentens framsteg via live-feed-satelliter.
Kempinski – som kom till Storbritannien för att ta sin doktorsexamen och arbetade i Chappells labb och nu också fungerar som växtfysiologisk konsult för Space Tango – utvecklar mediasammansättningar av hormoner, salter och andra förnödenheter som växterna behöver för att växa och frodas.
Så nu är den verkliga frågan:varför skicka växter till rymden?
I grund och botten, bara för att se hur de reagerar.
När växter är "stressade, " de hämtar från en genetisk reservoar för att producera föreningar som gör att de kan anpassa sig och överleva. Över hundratals miljoner år, växter har använt denna genetiska potential för att anpassa sig till miljöförändringar här på jorden.
Genom att skicka upp växter för en tur på den internationella rymdstationen, laget eliminerar en kärna, konstant kraft som växter är väl anpassade till – gravitationen. Att förstå hur växter reagerar i en miljö där den traditionella gravitationsstressen avlägsnas ger insikter om vad som kan ha drivit fram dessa anpassningar och hur forskare kan optimera medicinska tillämpningar eller växtodling för livsmedel.
"Inga växter växer i yttre rymden; inga växter växer i frånvaro av gravitation som vi är medvetna om, ", sa Chappell. "Genom att sätta dem i den där väldigt onaturliga miljön, vi hoppas kunna öppna Pandoras ask."
Medan Space Tango har skickat en mängd olika växter och ryggradslösa djur till rymden för andra kunder, Chappell och Kempinski fokuserar specifikt på en handfull växttyper:hittills, de har gjort ett preliminärt projekt för att skicka Madagaskar Periwinkle och Valeriana frön till omloppsbana.
Madagascar Periwinkle är känd för att producera anti-cancer egenskaper, men i mycket små mängder – teamet hoppas på potentiellt otillåtna förändringar som tvingar det att producera fler föreningar eller kanske mer effektiva. Vänderot, tillgängligt som tillägg på alla lokala apotek, är känt för sina ångestdämpande egenskaper. Nästa mål blir att skicka dessa frön och faktiskt gro dem i omloppsbana för att se vilka förändringar bristen på gravitation kan inducera.
Även om det troligen kommer att ta lång tid, flerstegsprocess för att studera och samla in användbar data från sina experiment för att djärvt gå dit ingen växt har gått innan, nyheten att utforska en helt ny gräns är en stor motivation för teamet.
"Jag är som ett barn i en godisaffär, " sade Chappell. "Jag får utforska något som aldrig har utforskats. Det finns inget med det här som inte retar mig."