Шифр эксперимента: | Пробиовит |
Информационная справка: | is_probiovit.doc |
Направление НПИ: | 4. Космическая биология и биотехнология |
Секция КНТС: | Космическая биология и физиология |
Наименование эксперимента: | Обоснование и экспериментальная оценка основных технологических стадий получения пробиотика на борту МКС |
Цель эксперимента: |
Целью КЭ «Пробиовит» является разработка простой и удобной, при осуществлении ее на борту космического корабля, технологии получения активного лечебно- профилактического пробиотического продукта, обладающего иммунномодулирующими свойствами.
|
Описание эксперимента: |
На сегодняшний день известно, что длительное нахождение человека в условиях космического полета может являться важнейшим фактором, провоцирующим возникновение хронических рецидивирующих инфекций, аллергических заболеваний, функциональных кишечных расстройств и т.д. Причем доказано, что зачастую причиной подобных состояний является изменение количественного и качественного состава эндогенной (собственной) микрофлоры организма человека. Для профилактики и лечения подобного рода заболеваний космонавтов предпринимаются попытки использовать пробиотики – препараты, предназначенные для коррекции микробиоценозов. При этом необходимо учитывать, что пробиотики являются особой категорией лечебно-профилактических препаратов. Действующим началом пробиотиков являются жизнеспособные клетки микроорганизмов либо в физиологически активном состоянии (жидком) или анабиотическом (сублимированном) виде. Однако, на сегодняшний день твердо доказанным является положение о том, что клетки микроорганизмов, находящиеся в метаболически активном состоянии (в виде кисломолочного продукта ), обладают более высоким пробиотическим потенциалом. В связи с этим на повестку дня был поставлен вопрос об изучении возможности получения пробиотического препарата, содержащего физиологически активные клетки (первую очередь это относится к штаммам из рода ацидофильных лактобацилл) непосредственно в условиях космического полета силами экипажа РС МКС, а также рассмотрение влияния факторов космического полета (ФКП) на пробиотические свойства препарата , выращенного на борту МКС. В рамках выполнения КЭ « Биоэмульсия » в период с 2007 г. по 2012 г. было показана принципиальная возможность получения на борту МКС кисломолочного продукта, обладающего необходимыми пробиотическими свойствами: биологической активностью, антагонизмом к условно патогенным и патогенным микроорганизмам, способностью к кислотообразованию и антибиотикоустойчивостью. Эксперименты проводились с использованием аппаратуры «Биоэмульсия» и «Рекомб-К». Использование в КЭ вышеуказанной аппаратуры предполагает проведение всех операций по загрузке ее компонентами питательной среды и посевного материала в земных условиях, а все манипуляции на борту МКС проводятся без вскрытия аппаратуры. Отсутствует возможность осуществлять вскрытие аппаратуры в условиях микрогравитации, что исключает стадию выгрузки готового кисломолочного продукта на борту МКС и последующее использование его в качестве лечебно-профилактического напитка на борту пилотируемого космического корабля. Предлагаемая технология получения активного лечебно- профилактического пробиотического продукта в условиях МКС должна исключать необходимость выполнения работ по периодическому вскрытию используемого оборудования для его зарядки питательными и посевными компонентами, что позволит в перспективе избежать возможность несанкционированного выхода входящих в состав продукта микроорганизмов ( штаммов Lactobacillusacidophilus ) и в то же время данная технология в случае ее осуществления на борту МКС не должна требовать от членов экипажа наличия специальных знаний в области практической микробиологии .
|
Новизна эксперимента: |
Данные о сохранности пробиотических свойств выращенного
на борту МКС кисломолочного продукта под
воздействием факторов космического полета, на которых основана постановка задач
КЭ, оригинальны. Работ как
непосредственно по получению кисломолочного
пробиотического продукта в условиях орбитального космического полета, так и по отработке технологии получения пробиотического
продукта, обладающего иммунномодулирующими свойствами, в условиях длительной
автономной космической экспедиции, в
России и за рубежом не проводилось.
|
Научная аппаратура: |
Конструкция аппаратуры «Пробиовит» должна состоять из контейнера,
укомплектованного емкостью (пакетом) с сухим полупродуктом. Аппаратура должна предусматривать возможность дезинфекционной обработки всех внешних поверхностей и
отвечать требованиям по герметичности
|
Ожидаемые результаты: |
Основными результатами КЭ будут
следующие:
Данные о возможности получения на борту МКС образцов кисломолочного пробиотического продукта по предлагаемой технологии. Исходные данные по отработке в условиях микрогравитации простой и удобной в случае использования ее на борту пилотируемого космического корабля технологии, позволяющей гарантированно получать кисломолочный продукт с высоким пробиотическим потенциалом.Результаты предполагается использовать для последующего рассмотрения данной технологии, а также непосредственно полученный при ее осуществлении кисломолочный продукт в качестве штатных при осуществлении длительных космических полетов (Марс, Луна).
|
Сроки проведения: | 2016-2020 гг. |
Состояние эксперимента: | Реализуется |
Организация постановщик: | ОАО «Биохиммаш» |
Организации участники: | ФГУП ГосНИИ ОЧБ ФМБА России; РКК «Энергия»; НПП «БиоТехСис» |
Научный руководитель: | Евстигнеев В.И., ОАО «Биопрепарат», к.м.н., профессор |
Публикации по эксперименту: |
1. Ильин В.К., Воложин А.И., Виха Г.В. //.Колонизационная резистентность организма в измененных условиях обитания. - Отв. ред. Гальченко В.Ф.; Ин-т Медико-биологических проблем. – М.: Hаука - 2005. – 276 с. 2. Плужников М.С., Петров Л.Н., Петров Н.Л. Теоретические основы для использования пробиотиков в лечении воспалительных заболеваний ЛОР. // FoliaOtorhinolaryngologica. – 2004. - V. 10 ( 3-4 ). - P. 41 – 47. 3. NATO ASI Series. Vol. H 98. Lactic Acid Bacteria: Current Advances in Metabolism, Genetics and Applications. – Edited by F. Bozoglu and B. Ray: Springer, Berlin, 1996. – P. 1 – 136. 4. S.C.Ng, A.L.Hart, M.A.Kamm. Mechanisms of Action of Probiotics: Recent Advances. // Inflamm. BowelDis., 2009, - V.15 ( 2 ), - P. 300 – 309. 5. Хорошилова Н.В. Иммуномоделирующее и лечебное действие пробиотиков. // Иммунология. – 2003. - № 6. – С. 352 – 356. 6. Саенко А., Демыгина Е. Влияние малых доз радиации на устойчивость биологических систем. // В мире науки. – 2006. - № 4. – С. 78 – 81. 7. Барабой В.А. Популярная радиобиология. – Киев: Наукова думка, 1988. - С. 189. 8. Паркер Ю. Как защитить космических путешественников. // В мире науки, 2006, - 6.- С. 15 – 20. 9. Воробьева Л.И., Абилев С.К. Антимутагенные свойства бактерий ( обзор ). // Прикладная биохимия и микробиология. – 2002. – Т. 38. - № 2. – С. 115 – 127. 10. Bodana A.R., Rao D.R. Antimutagenic Activity of Milk Fermented by Streptococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus. // J. Dairy Sci. – 1990. – V. 73. – P. 3379 – 3384. 11. Nadathur S.R., Gould S.J., Bakalinsky A.T. Antimutagenicity of Fermented Milk. // J. Dairy Sci. – 1994. – V. 77. - P. 3287 – 3295. 12. Matar Ch., Nadathur S.S. Antimutagenic Effects of Milk Fermented by Lactobacillus helveticus L 89 and a Protease-Deficient Derivative. // J. Dairy Sci. – 1997. – V. 80. – P. 1965 – 1970. 13. Hosoda M., Hashimoto H. Antimutagenicity of Milk Cultured with Lactic Acid Bacteria Against N-Methyl-N-Nitro-N-Nitrosoguanidine. // J. Dairy Sci. – 1992. – V. 75. – P. 976 – 981. 14. Воробьев А.А., Гершанович М.Л., Петров Л.Н. Предпосылки и перспективы применения пробиотиков в комплексной терапии онкологических больных. // Вопросы онкологии. – 2004. – Т.50. - № 3. – С. 361 – 364. 15. Гершанович М.Л., Петров Л.Н., Добрица В.П. Способ лечения MALT – лимфом желудка. – Патент РФ № 2269353, заявка № 2004117585 от 10 июня 2004 г., зарегистрировано 10 февраля 2006 г. 16. Мельникова И.Ю., Волова Л.Г., Аверкина Е.А., Солдаткин Э.В., Петров Л.Н. Опыт применения препарата « Витафлор » у детей с заболеваниями ЖКТ. // Русский журнал ВИЧ/СПИД и родственные проблемы. – 1999. – Т. 3. - № 1. – С. 118. 17. Мельникова И.Ю., Рябчук В.Н., Петров Л.Н., Вербицкая Н.Б. Теоретические предпосылки и практика клинического применения пробиотика « Витафлор » в педиатрии. Методическое пособие для врачей. – СПб. - 2004. – С. 37. 18. Мельникова И.Ю., Н.А., Петров Л.Н., Вербицкая Н.Б., Добролеж О.В., Кобатов А.И., Добрица В.П. Способ лечения воспалительных заболеваний желудочно-кишечного тракта, ассоциированных с Helicobacter pylori. Патент РФ № 2278682, заявка № 2004112589 от 27.04.04, зарегистрировано 27.06.06. 19. Яременко А.И., Виноградов С.Ю., Артеменко К.Л., Комарова Т.А., Ионье С.Я. Первый опыт применения пробиотика «Витафлор» в стоматологической практике // Пародонтология. – 2004. - № 2 ( 31 ). – С. 63 – 66. 20. Михайлова Л.Е., Кохреидзе Н.А., Шамардина Н.М., Петров Л.Н. Опыт использования препарата « Витафлор » в лечении вульвовагинитов у детей. // Русский журнал ВИЧ/СПИД и родственные проблемы. – 1999. – Т. 3. - № 1. – С. 118 – 119. 21. Рябчук Ф.Н., Петров Л.Н., Вербицкая Н.Б. Место пробиотика « Витафлор » в системном подходе к лечению рецидивирующих заболеваний у детей. – Сб. материалов международной конференции. – М., - 2-4 июня 2004. – С. 76. 22. Гершанович М.Л., Петров Л.Н., Добрица В.П., Калиновский В.П., Никитина М.В. Способ лечения МАLТ-лимфомы желудка путем эрадикации Helicobacter pylori Витафлором. // Вопросы онкологии- Tом 52 - № 6. 23. Кобатов А.И., Вербицкая Н.Б., Добролеж О.В., Петров Л.Н. Пробиотик «Витафлор» как возможное средство защиты космонавтов от негативных последствий воздействия ионизирующего излучения. // Медицина экстремальных ситуаций, 2007, № 2 ( 20 ), с. 72-79. 24. Кобатов А.И., Вербицкая Н.Б., Добролеж О.В., Петров Л.Н. Оптимизация процесса культивирования пробиотических бактерий L.acidophilus в условиях космического полета. – Медицина экстремальных ситуаций, 2010, № 4 ( 34 ), с. 77-86.
|
Последнее обновление: | 19.06.2019 |
Задачи эксперимента: |
- Поиск и отработка оптимального соотношения компонентов сухой смеси: питательная среда – посевной материал для приготовление кисломолочного продукта на борту МКС.: - Отработка условий доставки и режимов реализации КЭ в условиях космического полета. - Исследование влияния факторов космического полета на характеристики пробиотического кисломолочного продукта, полученного на борту МКС из сухой 2-х компонентной смеси : посевного материала и питательной среды . Технически проведение эксперимента может быть реализовано следующим образом: 1) При проведении эксперимента на борту РС МКС должна использоваться укладка «Пробовит». Укладка «Пробиовит» представляет собой конструкцию, состоящую из контейнера и помещенных в него емкостей: -ёмкости с сухим полупродуктом, состоящим из посевного материала (пробиотика «Витафлор») и питательной среды; -ёмкости для воды. Контейнер должен обеспечивать также возможность обратного возврата емкости с готовым кисломолочным продуктом, полученным на борту МКС, для определения в нем пробиотических свойств. Для выполнения эксперимента на РС МКС необходимо использовать термостат, обеспечивающий температуру + 370 С для проведения культивирования и термостат, обеспечивающий температуру +40 С для хранения полученного продукта, а также перчаточный бокс для заполнения водой емкости с посевным материалом. Для проведения каждого сеанса КЭ на станцию оставляется: - укладка «Пробиовит», содержащая емкость с полупродуктом: посевной материал (штаммы Lactobacillus) плюс питательная среда (сублимационно высушенное и измельченное питьевое молоко) и емкость для воды; габаритные размеры 240х80х80 мм, масса не более 0,5 кг. После проведения каждого сеанса КЭ на Землю возвращается: - укладка «Пробиовит», содержащая емкость с полученным на борту МКС кисломолочным пробиотическим продуктом. 3) Порядок проведения КЭ: На Земле готовятся: - посевной материал (сублимационно сформированные пористые таблетки пробиотика «Витафлор», включающего в себя 2 симбиотических штамма клеток (Lactobacillus acidophilus), - питательная среда для получения на борту МКС кисломолочного продукта (сублимационно высушенное питьевое молоко с последующим его измельчением для получения сухого порошка), - формируется емкость (пакет, укомплектованный питательной средой и посевным материалом в оптимальном соотношении) и укладывается в укладку для последующей отправки на борт МКС: транспортировка укладки на МКС при температуре окружающей . В ходе эксперимента член экипажа обеспечивает размещение укладки в установленном месте. Проведение активной части КЭ желательно осуществлять не раньше, чем за 5-10 дней до спуска на Землю. До этого момента допускается хранение укладки «Пробиовит» с сухим полупродуктом на борту МКС при температуре окружающей среды. В ходе эксперимента член экипажа обеспечивает заполнение емкости с сухим полупродуктом требуемым количеством питьевой воды из емкости для воды; перемешивает полученную смесь многократным встряхиванием емкости; размещение емкости с полученной смесью в укладке; перенос укладки в бортовой термостат, установленный на температуру +37 0 С на 24 часа; извлечение укладки с готовым кисломолочным продуктом из термостата и помещение его в бортовой холодильник до момента его возвращения на Землю Аналогичная операция осуществляется параллельно на Земле. Для обеспечения проведения эксперимента должны быть изготовлены: - опытный образец укладки «Пробиовит»; - два летных образца укладки«Пробиовит» (основной и ЗИП). - тренажерный макет. 4. Реализация эксперимента осуществляется по согласованной с РКК ЭНЕРГИЯ программе космического эксперимента, по методике и бортовой документации, выпускаемой РКК Энергия. Специальных требований к орбите станции и к ее ориентации не предъявляются 6. Для обработки данных, полученных при проведении эксперимента на РС МКС, специализированное программное обеспечение не требуется. 7. Экипаж станции должен быть обучен методике проведения эксперимента. |
Страна: | Россия |