השפעת החלל על חיידקים פרוביוטים יבחנו על ידי צוות רופאי חלל של המכון הישראלי לרפואת חלל ותעופה

הניסוי הישראלי מבוצע על ידי המכון הישראלי לרפואת חלל ותעופה והמכון לפתולוגיה במרכז הרפואי תל אביב, שבראשו עומדת ד"ר ביאטריס ליפשיץ-מרסר. צוות הרופאים ברשותו של ד"ר ערן שנקר, רופא החלל הישראלי, כולל את ד"ר יעל בר,רופאה וחוקרת במכון לפתולוגיה. הצוות ישהה במהלך משימת החלל במרכז בקרת הניסוי אתר השיגור בקייפ קאנוורל בפלורידה, ארה"ב. מטרת הניסוי לבחון את יעילותם של חיידקים ידידותיים פרוביוטים בחלל במטרה לשפר את תפקוד מערכות החיסון והעיכול ומאזן הסידן של אסטרונאוטים בחלל. לשם כך פותחה בישראל עבור המכון הישראלי לרפואת חלל ותעופה ובשיתוף חברת "מטרנה",פורמולה מיוחדת - "M-107" המועשרת בחיידק הידידותי.

הניסוי הביו-רפואי לחלל מבוצע לאחר שהמכון הישראלי לרפואת חלל ותעופה נבחר ע"י נאס"א כמרכז רשמי ובינלאומי לפיתוח טכנולוגיות מזון עבור אסטרונאוטים, מסביר ד"ר ערן שנקר ראש המכון. כשהוא מוסיף, לסוכנות החלל האמריקאית - נאס"א ,כמו גם לסוכנויות חלל אחרות, יש צורך בפיתוח אמצעי-נגד שיפחיתו עד כמה שניתן את ההשפעות הבריאותיות השליליות שלהמסע בחלל ועל אחת כמה וכמה ישמרו את בריאותם התקינה של האסטרונאוטים. ממחקרים רבים שנערכו בשנים האחרונות, על כדור הארץ, עולה כי תכשירים פרוביוטיים בעלי יכולת להפחית את אותן תופעות לא רצויות.

ד"ר יעל בר מהמכון לפתולוגיה במרכז הרפואי תל אביב מסבירה כי במהלך משימות בחלל סובלים האסטרונאוטים ממספר ליקוייםפיזיולוגיים הכוללים פגיעה בתפקוד מערכת החיסון החושפת את האסטרונאוטים לסכנת הדבקות במחלות, פגיעה במאזן הסידןובמטבוליזם העצמות המתבטאת כאבדן מהיר של מסת עצם (אוסטאופורוזיס) עם סיכון מוגבר לשברים בעצמות ולאבנים בדרכי השתן ושינויים בהרכב החיידקים במערכת העיכול עם ירידה בכמות החיידקים הידידותיים והמיטיבים ועליה בכמותם של החיידקיםהמזיקים. דבר זה חושף את האסטרונאוטים לזיהומים במערכת העיכול, לשלשולים, וליצירה עודפת של גזים, שמהווים בעיה בחללהסגור של המעבורת או תחנת החלל, שאמצעי האוורור בהן מאפשרים תחלופת אוויר מינימלית בלבד. צריכה של מוצרים פרוביוטיםעל ידי האסטרונאוטים לפני ובזמן טיסת חלל בתוספת למוצר חלב אמורה להשפיע באופן חיובי ולחזק את מערכת החיסון, אתמאזן הסידן ואת חיידקי מערכת העיכול ותפקודה.

על כן, מסבירים החוקרים, תיבדק בחלל אבקת החלב הפרוביוטית M-107, המועשרת בחיידק הידידותי Bifidobacterium lactis Bb12 . אבקת חלב פרוביוטית זו פותחה במיוחד ע"י החברה הישראלית מטרנה עבור המכון הישראלי לרפואת חלל ותעופה לשימוש האסטרונאוטים אשר בטיסות החלל צורכים לרוב אבקת חלב במקום חלב נוזלי, בשל מגבלות של אחסנה בקירור.

במשימת החלל STS-107 יבדקו האספקטים הביולוגיים השונים של החיידק הפרוביוטי Bifidobacterium lactis (in vitro - כלומר במבחנות) לפני השיגור, במהלך טיסתה של מעבורת החלל ולאחר חזרתה לכדור הארץ, בהשוואה לניסוי ביקורת שיערך כולו רק על כדור הארץ. החוקרים ד"ר ערן שנקר וד"ר יעל בר מסכמים כי להערכתם פעילותם של החיידקים הפרוביוטיים לא תשתנה באופן משמעותי בעקבות החשיפה לחלל וכי מחקר זה ואלו שיבואו בעקבותיו יקבעו כי חיידקים מועילים אלו אכן מתאימים לצריכה לפני ובזמן משימות בחלל ובכך עשויים לשפר את בריאותם של האסטרונאוטים. שימוש נכון ומבוקר בחיידקים פרוביוטיים יכול להוות יתרון עצום לבריאות תקינה בחלל, הן במשימות קצרות טווח במעבורות החלל והן במשימות ארוכות טווח בתחנת החלל ובטיסות הארוכות המתוכננות לעבר כוכבים אחרים.

ביטוי גנים יחודיים באוסטאובלסטים בתנאי מיקרו-גרביטציה יבחנו על ידי המכון הישראלי לרפואת חלל ותעופה על מעבורת החלל "קולומביה"

במחקר החלל הישראלי יבחנו החוקרים את תפקידו של האנזים MMP-1

כפי שכבר הזכרנו, פעילות מופחתת של תאים בוני עצם (אוסטאובלסטים) חשובה בתהליך אובדן מסת העצם בחלל. המכון הישראלי לרפואת חלל ותעופה תיאר בעבר את השינויים המורפולוגיים הנראים באוסטאובלסטים הגדלים בתנאי מיקרו-כבידה לעומת אוסטאובלסטים הגדלים על פני כדור הארץ: אלו שגודלו בחלל צמחו לאט, שינו את צורתם והראו כמות מופחתת של סיבי-מתח כמו גם מטבוליזם מופחת. שינויים אלו מרמזים שאובדן עצם בעת טיסת חלל מושפע ותלוי בשינויים בצמיחה, בתפקוד, ובמורפולוגיית האוסטאובלסטים. עוד נמצא כי בתנאי מיקרו-כבידה חל גם שינוי בביטוי גנים עבור גורמי גדילה וחלבוני המטריקס החוץ-תאי המיוצרים ע"י האוסטאובלסטים. כיום אנו מתכננים את השלב הבא בחקר תפקוד האוסטאובלסטים, כשהפעם נבחן את תפקידו של האנזים MMP-1 .MMP-1 , המוכר גם בשמות קולגנז1- וקולגנז אינטרסטיציאלי1- , שייך למשפחת ה-MMP (מטריקס מטלופרוטאינזות) ויודע לפרק את כל מרכיבי רקמת החיבור החוץ-תאית ב- pH פיזיולוגי ומעורב גם בפירוק עצם. עליה בפעילות של MMP-1 תוארה באוסטאוציטים שגודלו בתנאי חוסר פעילות מוחלטת (disuse) וחוקרים מבית החולים האוניברסיטאי "הדסה" תארו במחקר אחר עליה ברמתו ופעילותו באוסטאוציטים שנחשפו לכוח של יתר-כבידה. הבהרת ביטויו של MMP-1 ישפר את הבנתנו לגבי צמיחה ותפקוד של אוסטאובלסטים בחלל. תוצאות מחקר זה יהוו את הבסיס להבנה של מסלולי העברת סיגנלים במיקרו-כבידה ובטווח הארוך יאפשרו פיתוח אמצעי-מנע לשיפור תפקוד האוסטאובלסטים בחלל. בנוסף, ההבנות שיושגו ממחקר זה יהוו נדבך בהבנה ובטיפול במחלות מגוונות על פני כדור הארץ בהם ישנה מעורבות של MMP-1 כמו אוסטאופורוזיס מסוגים שונים, פלישת גידולים לרקמות ויצירת גרורות, הרס סחוס בדלקות פרקים, וספיגת שורשי שיניים כתופעת לוואי לא רצויה בעת טיפול ליישור שיניים.