אל החלל - ומעבר לו: במהלך שהותו בתחנת החלל כחלק ממשימת 'רקיע', יקדיש האסטרונאוט הישראלי, איתן סטיבה, חלק מזמנו לביצוע ניסויים שונים, במטרה לבחון את השפעות החלל על מגוון תחומים, להדגים שימוש בטכנולוגיות ולקדם את המדע.
מתוך 44 הניסויים שנבחרו בשלב הראשון על ידי ועדה מדעית טכנולוגית, מעל ל-70% מהניסויים עמדו בתנאים, הכוללים קבלת אישורים של נאס"א, עמידה ביעדי תכן הנדסי, עמידת בלוחות זמנים, חתימה על חוזה שיגור והבטחת מימון – והם יהיו חלק משגרת יומו של סטיבה במסע שיימשך שבוע. קרן רמון, סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע החדשנות והטכנולוגיה, וגורמי החלל הבכירים בישראל עבדו בחודשים האחרונים יחד עם חברות סטארט-אפ, גופי מחקר, מוסדות אקדמיים, מדענים, וחוקרים ישראלים, על מנת לעבור את תהליך ההטמעה אל מול סוכנויות החלל (נאס"א וסוכנות החלל האירופית).
מדובר ב-35 ניסויים והדגמות של טכנולוגיות כחול לבן בתחנת החלל הבינלאומית בשבוע אחד בלבד. החוקרים והמהנדסים יקוו לפריצות דרך בתחומם, שיאפשרו המשך פיתוחים טכנולוגיים והנדסיים והתקדמות בתחום הרפואה. הניסויים משקפים שנים של עשייה ומחקר במגוון תחומים, כמו אסטרופיזיקה, מכשור רפואי, חקר מחלות, תקשורת ואופטיקה, קרינה, רפואת עיניים, נוירולוגיה וחקלאות. "לחלק המדעי של משימת 'רקיע' משמעות עצומה מבחינתי, הניסויים שאבצע יסייעו לעשרות חוקרים ישראליים לקדם את העשייה החשובה שלהם", ציין איתן סטיבה, "לצד התמיכה במחקר ובפיתוח של התעשייה אני מקווה להשפיע גם על בני ובנות הדור הצעיר - המדענים לעתיד, בתקווה לעורר בהם השראה לעשייה מדעית".
אחד הניסויים המרתקים מתחום הרפואה הוא זה של בחינת תאי T בתנאי חלל. תאי T שלהם חשיבות רבה לפעילותה התקינה של המערכת החיסונית הפכו למוכרים יותר בקרב הציבור בשנתיים האחרונות, כחלק מהשיח על וירוס הקורונה; כחלק מהניסוי - Space-travels' acquired immunodeficiency ייערך ניתוח רב ממדי של הכשל החיסוני הנגרם בזמן שהות בחלל, כדי להבין משהו על היכולת שלנו לשפר את המערכת החיסונית.
במחקרים שבוצעו בעבר על צוותי משימות חלל, התגלה כי חלק ניכר מהאסטרונאוטים סבלו מהפרעות בתפקוד מערכת החיסון במהלך משימותיהם בחלל החיצון, מה שבא לידי ביטוי בין היתר בפריחות על העור, תסמיני אלרגיה, ואף התפרצות כיבים בשפתיים בעקבות התעוררותו של הרפס רדום. נכון להיום המדענים עדיין לא מבינים מדוע נחלש כך המערכת החיסונית, ואיך ניתן למנוע אותה. לכן, כדי להבין את השפעת השהות בחלל על תפקודה התקין של מערכת החיסון, ממנפים החוקרים במרכז הרפואי שיבא ועמיתיהם באוניברסיטת תומס ג׳פרסון בארה"ב, את פריצות הדרך הטכנולוגיות במתן רפואה מותאמת אישית. למשל OncoHost הישראלית, שמפתחת פלטפורמה שמסייעת בבחירת הטיפול המתאים לחולים אונקולוגיים בהתאם למאפייני מערכת החיסון האישית. הניתוח שיתקבל בפלטפורמה זו יאפשר לחוקרים לפענח מהם הגורמים המובילים לפגיעה החיסונית. השלב הבא יהיה שימוש בתובנות לפיתוח פתרונות שימנעו את אותו כשל חיסוני, לשמירה על בריאות האסטרונאוטים במשימות עתידיות בחלל. כמו כן, מדובר בהתקדמות מחקרית שתוסיף לידע על מערכת החיסון באופן כללי, מה שיסייע במאמצים לקידום רפואה מותאמת אישית.
חוקר ראשי: פרופ' יעקב לורנס, המרכז הרפואי שיבא | צוות המחקר: פרופ' אדם דיקר, אוניברסיטת תומס ג'פרסון, ארה"ב | שותפים: אוניברסיטת תומס ג'פרסון, ארה"ב וחברת ההזנק הישראלית OncoHost.
ניסוי נוסף, גם הוא בתחום הרפואה, The Human BBB In Space יבדוק את השפעת הטיסה לחללו החשיפה למיקרו-כבידה על מחסום הדם-מוח, במטרה לקדם טיפול באלצהיימר ומחלות נוירולוגיות נוספות.
תפקוד תקין של תאי המוח הינו הכרחי לתפקוד הגוף. בכדי להגן על רקמת המוח הרגישה, דפנות כלי הדם המספקים את המוח עטופים ברקמה ייחודית המונעת כניסה של חומרים רעילים וזיהומים מהדם. אותו מחסום מהווה אתגר קליני, כי הוא מונע גם מעבר תרופות מהדם לרקמת המוח. כחלק מהמחקר המדובר, מבקשים חוקרי המרכז הרפואי שיבא לבחון אם חשיפה לתנאי מיקרו כבידה בחלל מובילה לשינוי בתפקוד המחסום, וכך לשינוי התנאים שבמסגרתם ניתן יהיה לטפל בחולים. הטסים לחלל יעברו בדיקות מתקדמות, לפני ואחרי הטיסה, ואלה יאפשרו הדגמה של השינויים שחלו כתוצאה מהמסע. התובנות, באם אכן יכללו שינוי משמעותי ורלוונטי, יסייעו בפיתוח שיטות השפעה על תפקוד המחסום, וכך על מעבר חומרים דרכו.
חוקרים ראשיים: ד"ר איציק קופר, PhD , מנהל קבוצת מחסום הדם מוח במרכז למדעי המוח ע''ש יוסף סגול, במרכז הרפואי שיבא ופרופ׳ יעל מרדור, המדענית הראשית וראש קבוצת מחקר הדימות המגנטית (MR) של המכון לטכנולוגיות מתקדמות במרכז הרפואי שיבא
עוד צוות מחקר שיזכה לעזרה כחלק מהמשימה 'רקיע' הוא זה של פרופ' שוורץ ממכון ויצמן. במחקר ישנה ההכרה שלמערכת החיסון תפקיד מפתח בתפקוד המוח לאורך החיים, ואף בשיקומו. כמו כן, תפקיד מרכזי גם בעמידות למצבי לחץ. הצוות מהמחלקה לנוירוביולוגיה הראה שהזדקנות חיסונית היא גורם מפתח שקובע את עיתויה, חומרתה ומהירות התקדמותה של דמנציה, ובתוך כך גם של כולל מחלת האלצהיימר. עוד הבינו החוקרים זה מכבר כי מערכת החיסון היא איננה הגורם העיקרי לדמנציה, אלא שתפקוד לקוי או תשישות שלה תורמים להאיץ את המחלה. תשישות המערכת החיסונית עשויה להיות מואצת על ידי גורמים סביבתיים שונים הכוללים תזונה, מחסור בשינה, הפרעות במחזור הצירקדי ומצב נפשי.
מה שייבדק במסע בחלל היא השפעת היעדר כוח כבידה על מערכת החיסון בהקשר שלה לתפקוד המוח. התקווה היא שאפיון השינויים האימונולוגיים הקשורים לתנאי כבידה נמוכה יסייעו לזהות גורמים תזונתיים שיתרמו להגן מפני השפעות בלתי רצויות.
חוקרת ראשית: פרופ' מיכל שוורץ, המחלקה לנוירוביולוגיה, מכון ויצמן, רחובות.
תחום נוסף שצפוי להניב תועלת מהמסע של סטיבה לחלל הוא חקר הסרטן. במחקר שנועד לאפיין את השינויים החלים בתאים סרטניים בתנאים של מיקרו כבידה בחלל, מקווים ללמוד משהו שיסייע בפיתוח טיפול בלוקמיה. לוקמיה היא מחלת הסרטן השכיחה ביותר בילדים, והיא מחייבת טיפול ממושך ואגרסיבי. הטיפול שקיים כיום יעיל ברוב המקרים, אך הוא גובה מחיר של רמות רעילות בוהות בגוף, מה שגורם לתופעות לוואי קצרות וארוכות טווח. כדי למצוא אלטרנטיבה לטיפולים הקיימים, המערך ההמטולוגי-אונקולוגי יבחן מה קורה תאי לוקמיה לימפובלסטית חריפה מסוג T, באמצעות שליחת התאים לחלל במעבדה מזערית. ממצאי הניסוי יושוו לניסוי זהה שיערך על פני כדור הארץ, תוך ניטור השינויים בביטוי הגנים בתאים.
ניסויים מקדימים בתנאי מיקרו-כבידה הראו רגישות יתר בתאי סרטן, מה שאומר שתוצאות המחקר הצפוי עשויות לתרום להבנה טובה יותר של מנגנונים תאיים מסוימים. הבנה זו תסייע לאופן בו יפותחו טיפולים חדשניים שיכולים לספק מענה טיפולי לסרטנים אגרסיביים ועמידים, ולהפחית את תופעות הלוואי של הטיפולים המקובלים כיום. הניסוי ייעשה בשילוב ושיתוף של ילדים המטופלים במרכז שניידר.
חוקרת ראשית: ד"ר יהודית בירגר, המערך ההמטולוגי- אונקולוגי במרכז שניידר לרפואת ילדים | שותפים: המרכז
למרבה השמחה, גם הקדמה הטכנולוגית לטובת עתיד ירוק יותר – מוצאת ביטוי ב'רקיע'. במסגרת ניסוי שנועד לבדוק את השפעת המיקרו-גרביטציה על קצב ההתכלות של פלסטיק, ישולב החיידק Ideonella Sakaiensis. לאחרונה התגלה כי ישנן בקטריות אשר בתנאים כאלה הן עוברות שינוי בגנום עצמו, בדמותן של מוטציות, אשר מקנות להן יכולות חדשות. הן הופכות חזקות, גדולות ויכולת התרבותן מהירה יותר. אותו חיידק שיהיה אחראי לתהליך הפירוק של הפלסטיק במחקר זה הוא אחד מסדרה של חיידקים שידוע כי עוברים תהליך שכזה. החוקרים מקווים כי יזכו לאשש את ההשערה שלהם, לפיה גם הוא יעבור התפתחות ויוכל לשמש מעין מכונה יעילה שמפרקת פלסטיק בעקבות כך.
חוקר ראשי: בית הספר שמעון בן צבי גבעתיים, כחלק מתכנית ספייס-לאב של קרן רמון.
ניסויים ובדיקות נוספים שייערוך סטיבה במהלך השבוע שלו בחלל, כוללים ניסויים בתחום הרפואה, האופטיקה והתקשורת, האסטרופיזיקה והחקלאות.