Un instrumento actualmente a bordo de la Estación Espacial Internacional podría crecer E. coli bacterias en el espacio, abriendo un nuevo camino a la bio-fabricación de medicamentos durante los vuelos espaciales a largo plazo. Investigación publicada hoy en Microgravedad de la naturaleza usó un simulador de la estación espacial del instrumento de la estación espacial para cultivar E. coli, lo que demuestra que puede nutrirse con métodos que prometen ser más adecuados para el viaje espacial que las alternativas existentes.
"Si podemos lograr que los microorganismos crezcan bien en el espacio, los astronautas pueden usarlos para fabricar productos farmacéuticos a pedido. Esto podría ser vital para la supervivencia en misiones largas donde el reabastecimiento no es una opción", dijo Richard Bonocora, autor principal y facultadmiembro del Departamento de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Rensselaer. "Aquí preguntamos: '¿Hay una mejor manera de cultivar microorganismos que lo que se está utilizando actualmente es el espacio?' Y lo que encontramos es que, con fuerza de corte,sí, es probable que exista "
Con resultados prometedores, el equipo espera realizar un experimento similar a bordo de la estación espacial. Y mientras comienzan E. coli , el caballo de batalla de la biología molecular, el equipo espera utilizar eventualmente el instrumento para cultivar microorganismos con resistencia a la radiación, lo que podría proteger a los productos farmacéuticos en desarrollo de la radiación espacial siempre presente a medida que se producen.
bacterias como E. coli necesita oxígeno para crecer, y el método estándar de oro para airear bacterias en un medio de crecimiento líquido utiliza un agitador orbital, una máquina que sacude horizontalmente una plataforma en la que se pueden guardar los vasos que contienen el líquido. El agitador se basa en la fuerza degravedad para hacer girar el contenido líquido, que sube y baja dentro de un matraz, mezclando oxígeno con el líquido.
Pero Bonocora y su equipo de investigación creen que un instrumento enviado a la estación espacial en julio de 2019 podría hacer un mejor trabajo. Inspirado por la investigación del profesor Rensselaer Amir Hirsa, el instrumento construido por la NASA utiliza la fuerza de corte, la fuerza creada en elLímite de dos cuerpos que se empujan en direcciones opuestas entre sí, similar a lo que ocurre en las líneas de falla entre las placas tectónicas. El instrumento utiliza una jeringa para dispensar una gota de líquido que forma una burbuja. Un lado de la burbuja se adhiere a un estacionarioanillo, mientras que el otro lado se adhiere a un anillo delgado que puede girar. El anillo giratorio crea una fuerza de corte en la superficie de la burbuja, girando su contenido.
El instrumento de corte se está utilizando actualmente para llevar a cabo los experimentos de Hirsa que estudian los efectos del estrés cortante sobre las fibrillas amiloides, grupos de proteínas que están vinculadas a enfermedades neurodegenerativas como la diabetes, el Alzheimer y el Parkinson.
En la Tierra, Bonocora usó un viscosímetro de filo de cuchillo, un instrumento diseñado por el grupo de Hirsa, en el que gira la punta de un tubo de metal, similar al anillo giratorio en el instrumento basado en el espacio, en la superficie del líquido enun plato para simular la fuerza de corte. El experimento probó qué tan bien crecieron las bacterias cuando se aireó con el viscosímetro de filo de cuchillo y un agitador orbital, con ambos instrumentos utilizados a varias velocidades.
A velocidades más altas, las bacterias aireadas por el viscosímetro con filo de cuchillo mostraron tasas de crecimiento cercanas a las del agitador orbital. Incluso a velocidades más bajas, la fuerza de corte produjo un crecimiento significativamente mayor que las muestras de bacterias que no fueron aireadas mecánicamente.
"Esta es una forma viable de cultivar microorganismos. Estamos comenzando un nuevo camino, y ahora tenemos que pensar en un entorno más real, como en la estación espacial", dijo Bonocora.
"La fabricación de productos farmacéuticos basados en el espacio es un componente crítico de nuestros esfuerzos para enviar a los humanos de manera más segura al sistema solar. Esta investigación es fundamental para ese objetivo", dijo Curt Breneman, decano de la Facultad de Ciencias. "La colaboración exitosa entreLos equipos de Rick y Amir hablan de nuestros lazos de larga data con la exploración espacial, y es uno de los muchos ejemplos de la cultura de 'muros bajos' para la investigación interdisciplinaria que nos enorgullece fomentar en Rensselaer ".
Joe Adams y Shreyash Gulati se unieron a Bonocora y Hirsa en esta investigación. El "crecimiento de microorganismos en un biorreactor espacial análogo impulsado por la interfaz" fue apoyado con fondos de la NASA.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Politécnico Rensselaer . Original escrito por Mary L. Martialay. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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