Krystal vækst, jordvidenskabelige og teknologiske demoforskning lanceret til kredsløbslaboratorium

Opsendelsen af ​​den tiende SpaceX-ladning til den internationale rumstation, målrettet til lancering 18. februar, vil levere undersøgelser, der studerer menneskers sundhed, Geovidenskab og vejrmønstre. Her er nogle højdepunkter fra forskningen på vej til det kredsende laboratorium:

Krystalvækstundersøgelse kan forbedre lægemiddellevering, fremstilling

Monoklonale antistoffer er vigtige for at bekæmpe en lang række menneskelige sygdomme, herunder kræftformer. Disse antistoffer arbejder sammen med det naturlige immunsystem for at binde sig til visse molekyler for at opdage, rense og blokere deres vækst. Mikrogravitationsvæksten af ​​krystallinske monoklonale antistoffer til farmaceutiske applikationer (CASIS PCG 5) vil krystallisere et humant monoklonalt antistof, udviklet af Merck Research Labs, som i øjeblikket gennemgår kliniske forsøg til behandling af immunologisk sygdom.

Bevarelse af disse antistoffer i krystaller giver forskerne et indblik i, hvordan de biologiske molekyler er arrangeret, som kan give ny information om, hvordan de virker i kroppen. Så langt, Jorddyrkede krystallinske suspensioner af monoklonale antistoffer har vist sig at være for lav kvalitet til fuldt ud at modellere. Med fravær af tyngdekraft og konvektion ombord på stationen, større krystaller med mere rene sammensætninger og strukturer kan vokse.

Resultaterne fra denne undersøgelse har potentiale til at forbedre den måde, monoklonale antistofbehandlinger administreres på på Jorden. Krystallisering af antistofferne kunne muliggøre metoder til storstilet levering gennem injektioner snarere end intravenøst, og forbedre metoder til langtidsopbevaring.

At forstå krystalvækst i rummet kan gavne forskere på Jorden

Uden proteiner, den menneskelige krop ville være ude af stand til at reparere, regulere eller beskytte sig selv. Krystalliserende proteiner giver bedre overblik over deres struktur, som hjælper videnskabsmænd til bedre at forstå, hvordan de fungerer. Ofte gange, proteiner krystalliseret i mikrogravitation er af højere kvalitet end dem, der krystalliseres på Jorden. LMM Biophysics 1 udforsker dette fænomen ved at undersøge bevægelsen af ​​enkelte proteinmolekyler i mikrogravitation. Når videnskabsmænd forstår, hvordan disse proteiner fungerer, de kan bruges til at designe nye lægemidler, der interagerer med proteinet på specifikke måder og bekæmper sygdom.

Identifikation af proteiner, der drager fordel af mikrogravitations krystalvækst, kunne maksimere forskningseffektiviteten

Meget ligesom LMM Biophysics 1, LMM Biophysics 3 har til formål at bruge krystallografi til at undersøge molekyler, der er for små til at kunne ses under et mikroskop, for bedst muligt at forudsige, hvilke typer lægemidler der vil interagere bedst med visse slags proteiner. LMM Biophysics 3 vil se specifikt på, hvilke typer krystaller der trives og drager fordel af vækst i mikrogravitation, hvor Jordens tyngdekraft ikke vil forstyrre deres dannelse. I øjeblikket, succesraten er ringe for krystaller dyrket selv i de bedste laboratorier. Høj kvalitet, rumdyrkede krystaller kunne forbedre forskningen i en lang række sygdomme, samt mikrotyngdekraftsrelaterede problemer såsom strålingsskader, knogletab og muskelatrofi.

X-prisvindende enhed søger indsigt i, hvordan dødelige bakterier bliver lægemiddelresistente

Mikrotyngdekraft fremskynder væksten af ​​bakterier, gør rumstationen til et ideelt miljø til at udføre en proof-of-concept undersøgelse af Gene-RADAR®-enheden udviklet af Nanobiosym. Denne enhed er i stand til nøjagtigt at detektere, i realtid og på plejestedet, enhver sygdom, der efterlader et genetisk fingeraftryk.

Nanobiosym Predictive Pathogen Mutation Study (Nanobiosym Genes) vil analysere to stammer af bakterielle mutationer ombord på stationen, at levere data, der kan være nyttige til at forfine modeller for lægemiddelresistens og understøtte udviklingen af ​​bedre lægemidler til at modvirke de resistente stammer.

Mikrotyngdekraft kan være nøglen til at opskalere stamcelledyrkning til forskning, behandling

Stamceller bruges i en række medicinske behandlinger, herunder behandling af slagtilfælde. I øjeblikket, videnskabsmænd har ingen mulighed for effektivt at udvide cellerne, en proces, der kan accelereres i et mikrogravitationsmiljø.

Under undersøgelsen af ​​udvidede stamceller med mikrogravitet, besætningsmedlemmer vil observere cellevækst og morfologiske karakteristika i mikrogravitation og analysere genekspressionsprofiler af celler dyrket på stationen. This information will provide insight into how human cancers start and spread, which aids in the development of prevention and treatment plans. Results from this investigation could lead to the treatment of disease and injury in space, as well as provide a way to improve stem cell production for human therapy on Earth.

Space-based lightning sensor could improve climate monitoring

Lightning flashes somewhere on Earth about 45 times per second, according to space-borne lightning detection instruments. This investigation continues those observations using a similar sensor aboard the station.

The Lightning Imaging Sensor (STP-H5 LIS) will measure the amount, rate and energy of lightning as it strikes around the world. Understanding the processes that cause lightning and the connections between lightning and subsequent severe weather events is a key to improving weather predictions and saving life and property. From the vantage of the station, the LIS instrument will sample lightning over a swider geographical area than any previous sensor.

Raven seeks to save resources with versatile autonomous technologies

Future robotic spacecraft will need advanced autopilot systems to help them safely navigate and rendezvous with other objects, as they will be operating thousands of miles from Earth. The Raven (STP-H5 Raven) studies a real-time spacecraft navigation system that provides the eyes and intelligence to see a target and steer toward it safely.

Raven uses a complex system to image and track the many visiting vehicles that journey to the space station each year. Equipped with three separate sensors and high-performance, reprogrammable avionics that process imagery, Raven's algorithm converts the collected images into an accurate relative navigation solution between Raven and the other vehicle. Research from Raven can be applied toward unmanned vehicles both on Earth and in space, including potential use for systems in NASA's future human deep space exploration.

Understanding Earth's atmosphere health could inform policy, beskyttelse

The Stratospheric Aerosol and Gas Experiment (SAGE) program is one of NASA's longest running Earth-observing programs, providing long-term data to help scientists better understand and care for Earth's atmosphere. SAGE was first operated in 1979 following the Stratospheric Aerosol Measurement (SAM), on the Apollo-Soyuz mission.

SAGE III will measure stratospheric ozone, aerosoler, and other trace gases by locking onto the sun or moon and scanning a thin profile of the atmosphere.

Understanding these measurements will allow national and international leaders to make informed policy decisions regarding the protection and preservation of Earth's ozone layer. Ozone in the atmosphere protects Earth's inhabitants, inklusive mennesker, plants and animals, from harmful radiation from the sun, which can cause long-term problems such as cataracts, cancer and reduced crop yield.

Studying tissue regeneration in space could improve injury treatment on Earth

Only a few animals, such as tadpoles and salamanders, can regrow a lost limb, but the onset of this process exists in all vertebrates. Tissue Regeneration-Bone Defect (Rodent Research-4) a U.S. National Laboratory investigation sponsored by the Center for the Advancement of Science in Space (CASIS) and the U.S. Army Medical Research and Materiel Command, studies what prevents other vertebrates such as rodents and humans from re-growing lost bone and tissue, and how microgravity conditions impact the process. Results will provide a new understanding of the biological reasons behind a human's inability to grow a lost limb at the wound site, and could lead to new treatment options for the more than 30% of the patient population who do not respond to current options for chronic non-healing wounds.

Crew members in orbit often experience reduced bone density and muscle mass, a potential consequence of microgravity-induced stress. Previous research indicates that reduced gravity can promote cell growth, making microgravity a potentially viable environment for tissue regeneration research. This investigation may be able to shed more light on why bone density decreases in microgravity and whether it may be possible to counteract it.