Za pošiljanje posadke na Mars na Mars ne potrebujete le zmogljivega lansirnega vozila, temveč tudi razumevanje, kako bi triletni vesoljski polet lahko vplival na človeško telo.
Znanstveniki z Inštituta za regenerativno medicino Wake Forest in njihovi sodelavci so s sredstvi Nacionalne uprave za letalstvo in vesolje (NASA) uporabili človeške matične celice za določitev učinkov izpostavljenosti sevanju v globokem vesolju.
Raziskovalna skupina je prvič dokazala, da lahko sevanje med vesoljskimi leti na dolge razdalje poveča tveganje za nastanek levkemije pri ljudeh.
"Upam, da bodo naše izkušnje pomagale NASI oceniti potencialna tveganja in razviti strategije za njihovo spopadanje," je dejal Christopher Porada, višji znanstvenik pri projektu. Skupina trenutno preizkuša prehransko dopolnilo, ki bi lahko zaščitilo astronavte pred temi uničujočimi učinki.
Izpostavljenost sevanju je eden najnevarnejših vidikov potovanja na Mars, poroča NASA. Povprečna razdalja do Rdečega planeta je približno 200 milijonov kilometrov, celotno potovanje pa lahko traja tri leta.
Cilj študije, objavljene v reviji Leukemia, je bil oceniti neposredne učinke sevanja delcev sončne energije (SEP) in galaktičnih kozmičnih žarkov (GCR) na človeške hematopoetske matične celice (HSC). Te matične celice vsebujejo manj kot 0,1% kostnega mozga, vendar proizvajajo veliko vrst krvnih celic, ki krožijo po telesu in so odgovorne za transport kisika, boj proti okužbi in odstranjevanje vseh rakavih celic.
Za raziskavo smo matične celice odvzeli zdravim darovalcem, starim astronavtom (30–55 let). Med poskusom so bili izpostavljeni protonom in železovim ionom v odmerkih, značilnih za globoko vesolje. Nato so bile izvedene laboratorijske in eksperimentalne študije za določitev učinkov sevanja.
"Ugotovili smo, da sevanje zmanjša sposobnost HSC, da proizvajajo skoraj vse vrste krvnih celic za 60–80%," je dejal Porada. "To lahko povzroči hudo oslabitev imunskega sistema in anemijo med daljšimi misijami v globokem vesolju."
Promocijski video:
V naslednjem koraku so znanstveniki ocenili, kako bodo celice delovale v telesu. Obsevane človeške celice HSC smo presadili v miši in učinkovito "humanizirali" živali. Kot rezultat tega so razvili akutno limfoblastno levkemijo.
"Obsevanje lahko poveča tveganje za nastanek levkemije," je zaključil Porada. "Poleg tega je sevanje vplivalo na sposobnost HSCs, da ustvarijo vrste belih krvnih celic, ki sodelujejo v boju s tujimi vsiljivci, kot so okužbe ali tumorske celice. To bi lahko zmanjšalo sposobnost imunskega sistema, da izloči maligne celice, ki so posledica mutacij, ki jih povzročajo sevanje."
Rezultati so še posebej zaskrbljujoči glede na prejšnje delo, ki kaže, da lahko pogoji mikrogravitacije povzročijo tudi opazne spremembe v imunskem sistemu, tudi po kratkih misijah v orbiti nizke Zemlje, kjer so astronavti v veliki meri zaščiteni pred sevanjem, je dejal Porada. Kombinirani učinki mikrogravitacije in sevanja lahko povečajo tveganje imunske disfunkcije in raka.
Nasin program raziskovanja človeka je zasnovan tako, da je vesoljske misije čim varnejše. Raziskuje ne le učinke sevanja, ampak tudi pogoje mikrogravitacije, izolacijo in zaprtost v omejenih okoljih daleč od Zemlje.