نظام أجهزة أبحاث القوارض

تم تسليم جهاز قياس كثافة العظام (Rodent Research-1) إلى محطة الفضاء الدولية (ISS) في 21 سبتمبر 2014 بواسطة مركبة SpaceX CRS-4 . هدفت المهمة إلى التحقق من القدرات التشغيلية للجهاز لدعم أبحاث القوارض، وتوفير معلومات قيّمة قابلة للتطبيق على مهمات الفضاء طويلة الأمد المستقبلية. كانت مهمة Rodent Research-1 عملية مشتركة بين وكالة ناسا ومركز CASIS . شملت التجارب 20 فأراً؛ 10 فئران تابعة لناسا و10 فئران تابعة لمركز CASIS . كانت هذه هي المرة الأولى التي تُنقل فيها القوارض إلى محطة الفضاء الدولية على متن مركبة تجارية غير مأهولة. استمرت مهمة Rodent Research-1 لمدة 37 يوماً، وهي أطول دراسة فضائية على القوارض تُجرى حتى الآن في منشأة تابعة لناسا. ^{[ 6 ] [ 3 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 7 ] [ 14 ]} كما تم تسليم جهاز قياس كثافة العظام في هذه المهمة لاستخدامه في مهمات لاحقة. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

تم تسليم العينة إلى محطة الفضاء الدولية في 14 أبريل 2015 بواسطة مركبة SpaceX CRS-6 . وقد رُعيت هذه الدراسة من قِبل مركز تطوير العلوم في الفضاء (CASIS) ومعهد نوفارتس للأبحاث الطبية الحيوية. كان الهدف الرئيسي للدراسة هو رصد تأثيرات بيئة الفضاء على الجهازين العضلي الهيكلي والعصبي للفئران، باعتبارها كائنات نموذجية لدراسة صحة الإنسان وأمراضه. إلى جانب التركيز الرئيسي للدراسة، دُرست أيضًا أجهزة أخرى في الجسم، بما في ذلك الدم الكامل، والدماغ، والقلب، والرئتين، والكليتين/الغدتين الكظريتين، والكبد، والطحال، والأمعاء الدقيقة، وذلك لرصد التغيرات الجزيئية والمورفولوجية تبعًا لمدة التعرض لبيئة الفضاء. شملت الدراسة 40 فأرًا، نُقل 20 منها إلى محطة الفضاء الدولية، بينما بقيت الـ 20 المتبقية على الأرض كمجموعة ضابطة. استمرت الدراسة 37 يومًا. ^{[ 17 ] [ 18 ]} استُخدمت تجربة التحقق من صحة مقياس كثافة العظام لدعم الدراسة RR-2. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

تم تسليم المركبة الفضائية CRS-8 التابعة لشركة سبيس إكس إلى محطة الفضاء الدولية في 8 أبريل 2016. وقد رُعيت هذه الدراسة من قِبل المختبر الوطني الأمريكي لمحطة الفضاء الدولية بالشراكة مع شركة إيلي ليلي . وكان الهدف الرئيسي منها هو إيجاد حلول لمواجهة ضمور العضلات. وقد قيّمت الدراسة تثبيط الميوستاتين لمنع ضمور وضعف العضلات الهيكلية لدى الفئران. أُجريت هذه التجربة على عشرين فأراً، واستمرت الدراسة 33 يوماً. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} وكجزء من الدراسة، أكمل رواد الفضاء بنجاح تقييماً وظيفياً لقوة قبضة الفئران في المختبر المداري. وكانت هذه هي المرة الأولى التي يُستخدم فيها مقياس قوة القبضة في أبحاث القوارض في المدار، وسيتم استخدام البيانات التي جُمعت لتقييم فعالية علاجات مضادات الميوستاتين في منع فقدان العضلات في الفضاء. ^{[ 22 ] [ 14 ] [ 23 ]}

تم تسليم العينة إلى محطة الفضاء الدولية في 19 فبراير 2017 بواسطة مركبة SpaceX CRS-10 . وقد رعت البحثَ وزارةُ الدفاع الأمريكية (DoD) من خلال برنامج اختبار الفضاء ومركز تطوير العلوم في الفضاء (CASIS)، الجهة المسؤولة عن إدارة المختبر الوطني لمحطة الفضاء الدولية. كان الهدف الرئيسي للدراسة هو فهم التئام العظام وتجديد أنسجة العظام بشكل أفضل، ودراسة تأثيرات انعدام الجاذبية على هذه العمليات. كما هدفت الدراسة إلى تقييم بعض العوامل القادرة على تحفيز التئام العظام وتجديدها في رحلات الفضاء. استمرت الدراسة 28 يومًا. ^{[ 24 ] [ 25 ]} تتطلب دراسات ناسا في الفضاء التي تشمل الفئران إيواءها بكثافة أعلى من الموصى بها في دليل رعاية واستخدام حيوانات المختبر. ^{[ 26 ]} لهذا السبب، اقتصرت جميع مهمات ناسا السابقة التي تم فيها إيواء الفئران معًا على إناث الفئران. أما في هذه الدراسة الفضائية التي تبحث في التئام العظام، فيلزم استخدام ذكور الفئران لإجراء تجارب مثالية. ولضمان صحة نتائج هذه الدراسة الأولى لناسا التي تشمل ذكور الفئران، أُجريت دراسة إضافية حول كثافة الإيواء. ^{[ 27 ]} شملت الدراسة 80 فأراً، نُقل 40 منها إلى محطة الفضاء الدولية، بينما بقيت 40 أخرى على الأرض كمجموعة ضابطة. نُشرت بعض نتائج هذه الدراسة في مجلة علوم الحياة في أبحاث الفضاء، حيث ركزت على تأثير الإطلاق إلى الفضاء على التئام كسور العظام. ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}

تم تسليم عينة من الفئران إلى محطة الفضاء الدولية في 3 يونيو 2017 بواسطة مركبة SpaceX CRS-11 . وقد رُعيت هذه الدراسة من قِبل مركز تطوير العلوم في الفضاء (CASIS) بالتعاون مع جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس. كان الهدف الرئيسي للدراسة هو تقييم استراتيجية جديدة للتخفيف من أحد الآثار السلبية للعيش في الفضاء (تدهور العظام). حُقنت جميع الفئران دوريًا إما بعلاج وهمي أو بعلاج تجريبي يحتوي على بروتين NELL1 ، وهو بروتين يُساعد، عند التعبير عنه، في تنظيم عملية إعادة بناء العظام. تستند الدراسة إلى بحث أُجري على بروتين NELL1 من قِبل فريق بقيادة الدكتور تشيا سو، أستاذ الجراحة التجميلية والترميمية وجراحة العظام في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس . ^{[ 32 ]} شملت التجارب 40 فأرًا نُقلت جوًا إلى محطة الفضاء الدولية. وفي 3 يوليو 2017، أُعيد 20 فأرًا منها إلى الأرض حية. كانت هذه هي المرة الأولى التي تُستخدم فيها وحدة النقل لإعادة الفئران من محطة الفضاء الدولية إلى الأرض حية. استمرت الدراسة بأكملها 30 يومًا. ^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

أُرسلت المركبة الفضائية CRS-12 التابعة لشركة سبيس إكس إلى محطة الفضاء الدولية في 14 أغسطس/آب 2017. وقد رعى هذا البحث برنامج علوم الحياة والفيزياء الفضائية التابع لوكالة ناسا. وتُعد هذه أول مهمة بحثية على القوارض مخصصة لتجارب علمية برعاية ناسا. وشملت المهمات السابقة على متن محطة الفضاء الدولية تجارب تجارية وتجارب أخرى لوكالات حكومية، اختارها مركز تطوير العلوم في الفضاء ( CASIS ). ^{[ 37 ]} وتضمنت المهمة ثلاث تجارب منفصلة بقيادة الباحثين الرئيسيين: مايكل ديلب، وشياو وين ماو، وجيفري ويلي. صُممت تجربة ديلب لدراسة تأثيرات الرحلات الفضائية طويلة الأمد على تغيرات السوائل وزيادة ضغطها في الرأس، بينما هدفت تجربة ماو إلى دراسة تأثير الرحلات الفضائية على الأوعية الدموية التي تغذي العينين، أما تجربة ويلي فقد صُممت لدراسة مدى تدهور مفصلي الركبة والورك الناتج عن التعرض المطول لانعدام الوزن. واستمرت الرحلة 33 يومًا. ^{[ 38 ] [ 39 ]}

تم تسليمها إلى محطة الفضاء الدولية في 15 ديسمبر 2017 بواسطة مركبة SpaceX CRS-13 . وقد رُعيت هذه الدراسة من قِبل مركز تطوير العلوم في الفضاء (CASIS) بالشراكة مع شركتي نوفارتس ونانو ميديكال سيستمز. كان الهدف الرئيسي للدراسة هو تقييم شريحة جديدة لتوصيل الأدوية العلاجية في بيئة انعدام الجاذبية . قامت شريحة توصيل الأدوية النانوية بتوصيل دواء فورموتيرول ، المستخدم في علاج الربو وحالات طبية أخرى، لتحقيق جرعة ثابتة وموثوقة. ^{[ 40 ]} شملت التجارب 40 فأراً تم نقلها جواً إلى محطة الفضاء الدولية. في 13 يناير 2018، عاد عشرون فأراً منها إلى الأرض أحياء. وخضعت الفئران العشرون المتبقية للدراسة لمدة 30 يوماً إضافية. استمرت الدراسة لمدة 60 يوماً. ^{[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]}

أُرسلت المركبة الفضائية CRS-15 التابعة لشركة سبيس إكس إلى محطة الفضاء الدولية في 29 يونيو 2018. وكانت هذه المهمة البحثية الثانية التي يرعاها برنامج علوم الحياة والفيزياء الفضائية التابع لوكالة ناسا. وكان الهدف الرئيسي للدراسة هو دراسة تأثير بيئة الفضاء على الميكروبات المعوية لدى الفئران. وتكمن أهمية هذه الدراسة في أن اضطراب التوازن الطبيعي للميكروبات في الجهاز الهضمي يرتبط بالعديد من المشاكل الصحية، بما في ذلك مشاكل الأمعاء، والجهاز المناعي، والصحة العقلية، والتمثيل الغذائي. وشملت التجارب 20 فأراً نُقلت جواً إلى محطة الفضاء الدولية. وفي 3 أغسطس 2018، أُعيد عشرة منها إلى الأرض حية. واستمرت الدراسة بأكملها 77 يوماً. ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]}

تم تسليم المركبة CRS-16 التابعة لشركة سبيس إكس إلى محطة الفضاء الدولية في 8 ديسمبر 2018. ومن الغريب أنها لم تظهر في قائمة الحمولات العلمية للمهمة. ^{[ 48 ]} وقد أُلقي باللوم على التجربة في تأخير الإطلاق بسبب اكتشاف العفن على طعام الفئران. ^{[ 49 ]} يُموّل هذا البحث من قِبل المختبر الوطني بالتعاون مع مركز تطوير العلوم في الفضاء (CASIS) وشركة تاكونيك للعلوم الحيوية . الهدف الرئيسي للدراسة هو دراسة فسيولوجيا الشيخوخة وتأثير العمر على تطور الأمراض باستخدام مجموعات من الفئران الصغيرة والكبيرة. ستتألف الدراسة من مجموعتين، كل مجموعة تضم 20 فأراً. نصف كل مجموعة سيكون عمره بين 10 و16 أسبوعاً (المجموعة الصغيرة)، والنصف الآخر سيكون عمره بين 30 و52 أسبوعاً (المجموعة الكبيرة). سيعود نصف كل مجموعة إلى الأرض أحياءً بعد حوالي 30 يوماً. أما الفئران المتبقية فسيتم قتلها رحيماً وحفظها بالتبريد لدراستها على الأرض. ^{[ 50 ]} وقد تمّ تصنيف هذه المهمة أيضاً كمهمة مرجعية لأبحاث القوارض رقم 1 (RRR-1). وستُتاح العينات التي جُمعت لهذه المهمة للباحثين الآخرين من خلال مقترحات تُقدّم إلى مركز دراسات القوارض (CASIS). ^{[ 51 ]}

من المقرر أن تُطلق هذه المهمة إلى محطة الفضاء الدولية على متن مركبة SpaceX CRS-17 . ^{[ 48 ]} يُموّل هذا البحث مكتب أبحاث ناسا - علوم الحياة الفضائية والفيزيائية. الهدف الرئيسي للدراسة هو فحص مسار CDKN1a/ p21 ودوره في تثبيط تجدد العظام في بيئة انعدام الجاذبية . شملت الدراسة 20 فأراً، 10 منها فئران معدلة وراثياً تفتقر إلى جين CDKN1a/ p21 . من المتوقع أن تستمر الدراسة لمدة تصل إلى 35 يوماً. ^{[ 52 ]}

من المقرر أن تُرسل هذه المهمة إلى محطة الفضاء الدولية على متن مركبة SpaceX CRS-17 . ^{[ 48 ]} وقد رعى هذا البحث مكتب أبحاث ناسا - علوم الحياة والفيزياء الفضائية. يهدف البحث بشكل أساسي إلى دراسة العلاقة بين الحمض النووي الريبوزي الميكروي (microRNA) وصحة الأوعية الدموية في بيئة انعدام الجاذبية . شملت الدراسة 20 فأراً تم نقلها جواً إلى محطة الفضاء الدولية، و20 فأراً أخرى بقيت على الأرض كمجموعة ضابطة. بعد حوالي 30 يوماً، ستُعاد الفئران العشرين الموجودة في محطة الفضاء الدولية إلى المحطة حية. ^{[ 53 ]}