Faskontrast optisk mikroskopi bilder av Nano Antioxidants prover efter vid normal gravitation och viktlöshet. Kredit:European Space Agency
"Ät dina vitaminer" kan komma att ersättas med "intag dina keramiska nanopartiklar" i framtiden eftersom rymdforskningen ger större vikt åt tanken att nanoskopiska partiklar kan hjälpa till att skydda celler från vanliga orsaker till skador.
Oxidativ stress uppstår i våra kroppar när celler förlorar den naturliga balansen av elektroner i molekylerna som vi är gjorda av. Detta är en vanlig och ständig händelse som är en del av vår ämnesomsättning men som också spelar en roll i åldrandeprocessen och flera patologiska tillstånd, såsom hjärtsvikt, muskelatrofi och Parkinsons sjukdom.
Det bästa rådet för att hålla kroppen i balans och undvika oxidativ stress är fortfarande att ha en hälsosam kost och äta tillräckligt med vitaminer, men nanopartiklar visar lovande resultat för att hålla cellerna i form.
När du är i rymden, astronauter har visat sig lida av mer oxidativ stress på grund av den extra strålning de får och som en biprodukt av att flyta i viktlöshet, så forskare i Italien var angelägna om att se om nanopartiklar skulle ha samma skyddande effekt på celler på den internationella rymdstationen som på jorden.
De förberedde muskelceller som flög till den internationella rymdstationen och odlades i ESA:s Kubik-inkubator innan de frystes för lagring.
"För ett år sedan stänkte våra frusna prover ner i Stilla havet på rymdfarkosten Dragon, och efter att ha jämfört proverna såg vi en markant effekt i cellerna behandlade med keramiska nanopartiklar, " säger Gianni Ciofani från Istituto Italiano di Tecnologia i Italien. "Effekten vi observerade verkar antyda att nanopartiklar fungerar bättre och längre än traditionella antioxidanter som vitaminer."
Ned till mikroskopisk nivå, nanopartiklar visar lovande egenskaper. Ett team av experter i Italien har ägnat år åt att skräddarsy små oorganiska material och analysera deras beteende. Vissa har magnetiska egenskaper, andra kan ge elektrisk stimuli. I denna bild, en speciell typ av nanopartiklar härmar den biologiska aktiviteten hos enzymer i levande organismer. Kredit:Gianni Ciofani
"Experimentuppställningen resulterade i utmärkta prover att analysera med hjälp av toppmodern RNA-sekvensering, " fortsätter Gianni. "Att bedriva rymdforskning är ingenting som traditionellt labbarbete, eftersom vi har färre prover, vi kan inte göra jobbet själva och vi måste arbeta kring deadlines som lanseringsdagar, landa och lagra proverna, det är utmanande men spännande forskning!" Teamet hittade till och med sätt att förbättra och förenkla processen för framtida studier.
Hypotes för babyastronauter
Forskningen lägger vikt till baby-astronauthypotesen om viktlöshet. Förändringarna i muskelvävnad som observeras liknar hur spädbarns vävnader utvecklas i livmodern.
"Vissa forskare ser likheter med hur mänskliga kroppar anpassar sig till att leva i rymden med prenatala förhållanden:det finns likheter med att flyta i en varm miljö med olika syreintag och vi ser det som en möjlighet att återvända till staten, " säger Giada Genchi, även av Istituto Italiano di Tecnologias Smart Bio-Interfaces-avdelning.
Teamets högkvalitativa muskelvävnadsprover analyseras ytterligare och jämförs med prover från liknande experiment som flög tidigare. Det finns fortfarande mycket mer att lära, såsom vad som är det bästa sättet att administrera nanokeramik och hur länge varar deras skyddande effekter samt eventuella oönskade biverkningar.
