Bio-farming, kehilangan otot menjadi di antara eksperimen luar angkasa astronot India

Kapten kelompok Angkatan Udara India (IAF) Shubhanshu Shukla, yang akan menjadikan sejarah sebagai astronot India pertama yang melakukan perjalanan ke Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) tahun ini, kemungkinan akan melakukan setidaknya tiga percobaan, termasuk penelitian tentang kehilangan otot di luar angkasa.

Menteri Negara (MOS) untuk Sains dan Teknologi Dr Jitendra Singh mengatakan Shukla akan fokus pada “Teknologi Luar Angkasa, Space Bio-Manufacturing dan Bio-Astronautics” selama misi ruang angkasa dua minggu terakhir yang terakhir. Petugas IAF akan menumbuhkan mikroorganisme khusus di stasiun ruang angkasa berukuran sepak bola untuk mencari ganggang yang dapat dimakan; menumbuhkan bakteri khusus; dan belajar efek pada sel otot, dan pahami mengapa astronot menghadapi kehilangan otot di ruang angkasa.

Pakar medis telah menimbulkan kekhawatiran tentang kesehatan dan atrofi otot astronot India-asal Sunita Williams, yang baru-baru ini kembali ke Bumi setelah tinggal selama sembilan bulan tinggal di ISS.

“Ruang adalah lingkungan yang tak kenal ampun dan hanya menjadi astronot tidak mengubah fisiologi dasar manusia,” kata Dr Singh.

Ketersediaan nutrisi yang berkelanjutan, pelestarian makanan, gayaberat mikro, radiasi, perubahan fisiologis dan bahaya kesehatan pada pelancong ruang angkasa, air minum dan cara untuk membersihkan dan menggunakan limbah dengan cara yang berkelanjutan adalah beberapa tantangan utama di ruang angkasa, katanya. “Telah diproyeksikan bahwa pada tahun 2050, perjalanan ruang angkasa komersial akan menjadi kenyataan dan kita harus siap di masa depan. Untuk tujuan ini, Departemen Bioteknologi (DBT) dan Organisasi Penelitian Luar Angkasa India (ISRO) akan bersama-sama mengambil proyek-proyek misi, dengan fokus pada eksperimen demonstrasi bio-manufaktur yang sederhana,” tambahnya.

Menurut National Aeronautics and Space Administration (NASA), Mr Shukla akan mengemudikan Misi Aksioma 4 (AX-4), sebuah misi astronot pribadi yang diluncurkan di pesawat ruang angkasa SpaceX Dragon. American Space Agency diperkirakan akan meluncurkan misi dari Kennedy Space Center di Florida mungkin pada awal Mei. Para kru akan melakukan eksperimen, program penjangkauan dan kegiatan komersial dalam gayaberat mikro sebagai bagian dari kolaborasi antara NASA dan ISRO.

Eksperimen ketiga akan fokus pada efek samping dari kondisi ruang pada fisiologi astronot. (DBT)

Mr Singh mengatakan lingkungan mikro-gravitasi akan menawarkan tantangan unik. Eksperimen India, bagaimanapun, akan membantu program Stasiun Gaganya dan Bhartiya Antariksh yang akan datang, katanya.

Memberikan rincian, MOS mengatakan percobaan pertama akan melibatkan penggunaan beberapa mikroalga yang dapat dimakan untuk menumbuhkannya di ruang angkasa dan melihat apakah mereka terbukti tangguh dalam kondisi ruang dan dapat berfungsi sebagai sumber makanan seperti protein, karbohidrat, lipid, dan vitamin A, B1, B2, B12, C dan E for Expending. Alga ini akan ditanam dalam wadah tertutup dan akan diberi makan dengan air dan karbon dioksida, menambahkan bahwa percobaan ini akan dipelopori oleh Pusat Internasional untuk Rekayasa Genetika dan Bioteknologi (ICGEB), New Delhi.

Eksperimen kedua, juga dipimpin oleh ICGEB, akan bertujuan untuk pembuatan limbah-ke-kekayaan di luar angkasa. Urea yang ada dalam urin para astronot akan digunakan untuk menumbuhkan beberapa ganggang biru-hijau bernama Spirulina dan spesies gurun yang disebut chroococcidiopsis, kata menteri. Daur ulang sumber daya sangat penting dalam ruang karena bahan pengangkutan sangat mahal.

Mr Singh mengatakan percobaan ketiga akan dipimpin oleh Institute for Stem Cell Science dan Regenerative Medicine (Instem), Bengaluru, dan akan fokus pada efek buruk dari kondisi ruang pada fisiologi astronot, dan bagaimana mengurangi mereka.

Laporan menunjukkan bahwa astronot mengalami hingga 20% kehilangan otot dalam penerbangan ruang angkasa yang berlangsung lima hingga 11 hari. Di sisi lain, kehilangan otot atau sarkopenia membutuhkan waktu puluhan tahun untuk berkembang di bumi. Dengan menggunakan suplemen dalam model kultur sel otot, para peneliti berusaha meningkatkan fungsi mitokondria, yang merupakan komponen penting dalam kondisi ini. Di bumi, percobaan ini diharapkan dapat membantu pasien menghadapi kehilangan otot yang sama.

Bio -Ekonomi India telah mengalami pertumbuhan luar biasa – dari $ 10 miliar pada tahun 2014 hingga lebih dari $ 151 miliar pada tahun 2023, dengan proyeksi mencapai $ 300 miliar pada tahun 2030.

Dalam sebuah pernyataan, DBT mengatakan kolaborasi dengan ISRO akan memajukan penelitian bioteknologi ruang angkasa di India dan berkontribusi secara signifikan pada ekonomi luar angkasa negara kita. Ekonomi luar angkasa diperkirakan akan tumbuh lima kali dalam 10 tahun ke depan, menjadi sekitar $ 44 miliar.

Salah satu area niche adalah ruang bio-manufaktur, yang memiliki potensi komersial yang sangat besar seperti “pengembangan organ buatan” yang membutuhkan perancah di bumi untuk menjaga lapisan jaringan tetap bersama. Ketika percobaan dilakukan di ruang angkasa, lapisan jaringan tidak berantakan dan perancah tidak diperlukan. DBT dan ISRO juga akan melihat pengembangan organoid di luar angkasa, dengan tujuan pengembangan organ buatan di masa depan.

Dapat dicatat bahwa tiga percobaan yang sangat sederhana untuk menumbuhkan benih lobia, bakteri dan agregat sel bayam di ruang angkasa dilakukan pada modul ISRO yang disebut puisi awal tahun ini. Ini adalah eksperimen terkait biologi pertama yang dilakukan oleh orang India dalam jarak tempuh ruang.