В рамках миссии Artemis II, запланированной на 10 дней, NASA проведёт уникальный эксперимент AVATAR (A Virtual Astronaut Tissue Analog Response). В нём будут использованы «органы на чипе» — миниатюрные устройства размером с USB-накопитель, содержащие клетки костного мозга астронавтов Artemis II. Эти «чипы» будут моделировать работу органов, реагируя на воздействие космической радиации и микрогравитации.
«Органы на чипе», или микрофизиологические системы, содержат живые человеческие клетки, моделирующие структуру и функции различных органов, например, сердца, лёгких или печени. Они способны имитировать работу этих органов: сердцебиение, дыхание, метаболизм. В данном эксперименте будут использованы чипы, моделирующие костный мозг, так как он крайне чувствителен к радиации и играет ключевую роль в иммунной системе.
Для создания чипов астронавты Artemis II предоставят образцы крови. Из них учёные компании Emulate (разработчики технологии «органы на чипе») выделят стволовые и предшественники клеток костного мозга. Эти клетки будут помещены в чипы вместе с клетками кровеносных сосудов и другими вспомогательными клетками, чтобы максимально точно воспроизвести структуру и функции костного мозга.
Эксперимент позволит оценить влияние как микрогравитации, так и космической радиации — фактора, отсутствующего на борту МКС, находящейся в защищённой от большей части радиации околоземной орбите. Известно, что даже в условиях низкой околоземной орбиты астронавты испытывают потерю костной массы.
После возвращения на Землю, учёные Emulate проведут анализ с помощью метода одноячейкового РНК-секвенирования, позволяющего оценить изменения в тысячах генов отдельных клеток. Полученные данные сравнят с результатами наземного иммунологического исследования, проведённого параллельно.
«Для NASA «органы на чипе» могут предоставить жизненно важные данные для защиты здоровья астронавтов в дальних космических миссиях», — сказала Лиза Карнелл, директор отдела биологических и физических наук NASA. «По мере того, как мы будем летать дальше и дольше, у экипажа будет ограниченный доступ к медицинской помощи на месте. Поэтому критически важно понимать индивидуальные потребности каждого астронавта, чтобы мы могли отправить с ними необходимые медицинские принадлежности в будущих миссиях».
Данные, полученные в ходе эксперимента AVATAR, позволят разработать более эффективные методы защиты здоровья астронавтов в длительных космических полётах, а также внесут вклад в развитие персонализированной медицины на Земле. Полученные знания будут использованы для планирования будущих миссий на Луну и Марс.