A személyzettel ellátott misszió Marsba küldése nemcsak egy hatalmas indító járművet igényel, hanem annak megértését is, hogy egy hároméves űrrepülés hogyan befolyásolhatja az emberi testet.
A Nemzeti Repülési és Űrügynökség (NASA) finanszírozásával a Wake Forest Regeneratív Orvostudományi Intézet tudósai és munkatársaik emberi őssejteket használtak a sugárterhelés hatásainak meghatározására a mély űrben.
A kutatócsoport először bizonyította, hogy a távolsági űrrepülésekből származó sugárzás növeli az emberek leukémia kialakulásának kockázatát.
"Remélem, hogy tapasztalataink segítenek a NASA-nak felbecsülni a lehetséges kockázatokat és kidolgozni stratégiákat azok kezelésére" - mondta Christopher Porada, a projekt vezető tudósa. A csoport jelenleg egy táplálékkiegészítőt tesztel, amely megvédi az űrhajósokat ezen pusztító hatásoktól.
A NASA szerint a sugárzás az egyik legveszélyesebb szempont a Marsba utazás szempontjából. Az átlagos távolság a Vörös Bolygóig körülbelül 200 millió kilométer, és az egész út három évig tarthat.
A Leukemia folyóiratban megjelent tanulmány célja a napenergia-részecskék (SEP) és a galaktikus kozmikus sugarak (GCR) sugárzásnak az emberi vérképző őssejtekre (HSC) gyakorolt közvetlen hatásainak felmérése. Ezek az őssejtek kevesebb, mint 0,1% csontvelőt tartalmaznak, de sokféle vérsejtet termelnek, amelyek az egész testben keringnek és felelősek az oxigén szállításáért, a fertőzés leküzdéséért és a rákos sejtek kiküszöböléséért.
A vizsgálathoz az őssejteket egészséges donoroktól vették ki űrhajósok életkorában (30–55 év). A kísérlet során protonoknak és vasionoknak tették ki őket a mély űrre jellemző adagokban. Ezután laboratóriumi és kísérleti vizsgálatokat végeztek a sugárzás hatásainak meghatározására.
„Megállapítottuk, hogy a sugárzás 60–80% -kal csökkentette a HSC-k képességét szinte minden típusú vérsejt előállítására” - mondta Porada. "Ez az immunrendszer súlyos gyengüléséhez és vérszegénységhez vezethet a mély űrben végzett hosszabb kiküldetések során."
Promóciós videó:
A következő lépésben a tudósok megvizsgálták, hogyan működnek a sejtek a testben. A besugárzott humán HSC sejteket egerekbe ültettük át, hatékonyan "humanizálva" az állatokat. Ennek eredményeként kialakultak akut limfoblasztikus leukémia.
"Az besugárzás növeli a leukémia kialakulásának kockázatát" - fejezte be Porada. "Ezen túlmenően a sugárzás befolyásolta a HSC-k azon képességét, hogy olyan fehérvérsejteket termeljenek, amelyek részt vesznek az idegen betolakodók - például fertőzések vagy tumorsejtek - leküzdésében. Ez csökkentheti az immunrendszer azon képességét, hogy kiküszöbölje a sugárzás által indukált mutációkból származó rosszindulatú sejteket."
Az eredmények különösen aggasztónak tekintik a korábbi munkákat, amelyek azt mutatják, hogy a mikrogravitációs körülmények észrevehető változásokat idézhetnek elő az immunrendszerben, még az alacsony földi pályán történő rövid missziók után is, ahol az űrhajósok nagyrészt védettek a sugárzástól - mondta Porada. A mikrogravitáció és a sugárzás együttes hatása fokozhatja az immunfunkció és a rák kockázatát.
A NASA humán kutatási programját úgy tervezték, hogy a világűr-küldetések a lehető legbiztonságosabbá váljanak. Nem csak a sugárzás hatásait vizsgálja, hanem a mikrogravitációs körülményeket, az elszigeteltséget és a szigetelést a Földtől távol eső zárt környezetben is.