סטארט-אפ הביוטכנולוגיה הלונדוני Mass Balance שיגר בהצלחה למסלול סביב כדור הארץ את הניסוי האוטונומי הראשון שלו, שחוקרים מכנים "מעבדת אריכות ימים". המתקן, שיצא לחלל על גבי משגר SpaceX Falcon 9, נועד לחולל פריצת דרך בחקר מחלות הקשורות לגיל. מדענים מתכננים לנצל את תנאי המיקרו-כבידה הייחודיים כדי לחקור חלבונים שכמעט ולא ניתן היה לחקור על פני כדור הארץ.
"מעבדה" בגודל של אשכולית
מודול הניסוי עצמו, שקיבל את השם MB-X1, הוא בגודל של אשכולית בלבד (או אגרוף של אדם).
בתוך התרמיל האוטונומי הזה, שגודלו 10 סנטימטרים, אשר פותח על ידי חברת הלוגיסטיקה לחלל האוסטרית Tumbleweed ושולב בלוויין Oasis Alpha, נמצא תוכן מורכב.
הוא כולל חומרים כימיים, תאים חיים, חיישנים רגישים ביותר ואלמנטים של בקרה הדרושים לשמירה על חיוניותם ותפקודם.
במהלך החודשים הקרובים, הקפסולה תחוג סביב כדור הארץ ותבצע מדידות באופן אוטומטי, תוך שהיא משדרת לכדור הארץ נתונים על האופן שבו תאים ותגובות כימיות מתנהגים בתנאי כבידה חלשה.
כניסוי ראשון, הפלטפורמה שיגרה לחלל ביו-קטליזטור תעשייתי שיפרק תרכובת כימית, בעוד שחיישנים ינטרו את התהליך באמצעות אור כדי לאשר את הצלחת התגובות.
מדוע נחוצה מיקרו-כבידה?
על פני כדור הארץ, איסוף נתונים ביולוגיים ברמת דיוק גבוהה מסתבך בשל השפעת הכבידה, הגורמת לתהליכים כגון קונבקציה (ערבול נוזלים עקב הפרשי טמפרטורות) ושיקוע (שקיעה של חלקיקים כבדים יותר).
גורמים אלו יוצרים "רעש" המעוות את תמונת התהליכים המולקולריים. בתנאי חוסר משקל, השפעות אלו נעלמות, ומגלות לחוקרים תמונה צלולה כבדולח של המתרחש ברמה התאית.
"כשמסירים את הכבידה, קורים הרבה דברים מוזרים ונפלאים, שחלקם יהיו בעלי ערך רב למדעי החיים ולתעשיית התרופות", מציין המנכ"ל והמייסד השותף של Mass Balance, טובי קול.
אויבים חמקמקים: חלבונים בעלי מבנה בלתי מסודר
המטרה העיקרית של המשימה היא חקר מה שמכונה חלבונים חסרי מבנה מוגדר (בלתי מסודרים מטבעם). בניגוד לחלבונים קלאסיים, בעלי מבנה תלת-ממדי קשיח, מולקולות אלו על פני כדור הארץ משנות את צורתן ללא הרף.
דווקא "חלבונים משתני-צורה" אלו קשורים קשר הדוק להתפתחותן של מחלות זקנה קשות, ובהן מחלת אלצהיימר, מחלת פרקינסון וסוגים שונים של סרטן.
בשל צורתם המשתנה על פני כדור הארץ, קשה ביותר להמחישם חזותית ולחקור אותם. יתרה מכך, תכונה זו יוצרת פער משמעותי בנתונים המשמשים לאימון רשתות עצביות מתקדמות (כגון AlphaFold של Google), שפשוט אינן מסוגלות לחזות כיצד יתנהגו חלבונים כאלו וכיצד ניתן להשפיע עליהם באמצעות תרופות.
"לחלבונים הללו אין מבנה קבוע — וזו בדיוק הסיבה שהם יכולים לעשות כל כך הרבה דברים מגניבים. אך כשמשהו משתבש, זה גורם למחלות רבות", מסביר טובי קול.
לדבריו, חלבונים אלו הם "מטרד אמיתי" עבור הרפואה המודרנית, שכן מבחינה היסטורית הם נחשבו כחלבונים שלא ניתן למקד אליהם תרופות.
בינה מלאכותית בשירות אריכות הימים
חברת Mass Balance פותרת בעיה זו בעזרת בינה מלאכותית. לאחר איסוף נתונים ייחודיים על התנהגותם של חלבונים חסרי מבנה בתנאי מיקרו-כבידה בחלל, הסטארט-אפ מתכנן להשתמש בהם כדי לאמן מודל בינה מלאכותית ייעודי.
מודל ה"מתאם" הזה ימלא את הפערים במאגרי הנתונים הקיימים וילמד לחזות את המבנה וההתנהגות של "חלבונים משתני-צורה", וכן להתאים מולקולות המסוגלות לחסום אותם.
"כשהוא משוחרר מכבלי הכבידה, מודול MB-X1 הוא הצעד הראשון לקראת מתן מענה לצרכים רפואיים עצומים ללא מענה בטיפול במחלות שנחשבו היסטורית כ'חסינות', כגון אלצהיימר וסרטן", הצהירו נציגי החברה בהודעה רשמית.
החלל כמעבדה שבשגרה
אף על פי שכיום ניסויים ביוטכנולוגיים בחלל נראים כדבר הלקוח מעולם המדע הבדיוני, ב-Mass Balance בטוחים ששם טמון העתיד. טובי קול סבור כי מחקר בחלל חייב לחדול מלהיות אירוע ייחודי ולהפוך לסטנדרט עבור חברות תרופות.
"זה נשמע קצת פרוע היום, אבל המטרה שלנו היא להפוך את החלל למשעמם, אמין ופשוט לסביבת מחקר נוספת", מסכם טובי קול.
