Miehitetyn operaation lähettäminen Marsiin ei edellytä vain tehokasta kantorakettia, vaan myös ymmärrystä siitä, kuinka kolmen vuoden avaruuslento voisi vaikuttaa ihmisen kehoon.
Kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon (NASA) rahoituksella Wake Forest Regenerative Medicine -instituutin tutkijat ja heidän kollegansa käyttivät ihmisen kantasoluja syvän avaruuden säteilyaltistuksen vaikutusten määrittämiseen.
Tutkimusryhmä on osoittanut ensimmäistä kertaa, että pitkien avaruuslentojen aiheuttama säteily voi lisätä leukemian kehittymisen riskiä ihmisillä.
"Toivon kokemuksemme auttavan NASA: ta arvioimaan mahdollisia riskejä ja kehittämään strategioita niiden torjumiseksi", kertoi projektin vanhempi tutkija Christopher Porada. Ryhmä testaa parhaillaan ravintolisää, joka voisi suojata astronauteja näiltä tuhoisilta vaikutuksilta.
Säteilyaltistus on NASA: n mukaan yksi vaarallisimmista puolista Marsiin matkustamisessa. Keskimääräinen etäisyys Punaiseen planeettaan on noin 200 miljoonaa kilometriä, ja koko matka voi kestää kolme vuotta.
Leukemia-lehdessä julkaistun tutkimuksen tavoitteena oli arvioida aurinkoenergian hiukkasten (SEP) ja galaktisten kosmisten säteiden (GCR) säteilyn välittömiä vaikutuksia ihmisen hematopoieettisiin kantasoluihin (HSC). Nämä kantasolut sisältävät vähemmän kuin 0,1% luuytintä, mutta tuottavat monentyyppisiä verisoluja, jotka kiertävät kehossa ja vastaavat hapen kuljettamisesta, infektioiden torjunnasta ja syöpäsolujen poistamisesta.
Tutkimusta varten kantasolut otettiin terveiltä luovuttajilta, jotka olivat iäkkäitä astronauteja (30–55 vuotta). Kokeen aikana he altistettiin protoneille ja rauta-ioneille syvälle avaruudelle ominaisina annoksina. Sitten suoritettiin laboratorio- ja kokeelliset tutkimukset säteilyn vaikutusten määrittämiseksi.
"Havaitsimme, että säteily vähensi HSC: n kykyä tuottaa melkein kaikenlaisia verisoluja 60–80%”, Porada sanoi. "Tämä voi johtaa immuunijärjestelmän voimakkaaseen heikkenemiseen ja anemiaan syvissä avaruuksissa pidettyjen käyntien aikana."
Mainosvideo:
Seuraavassa vaiheessa tutkijat arvioivat kuinka solut toimisivat kehossa. Säteilytetyt ihmisen HSC-solut siirrettiin hiiriin, "humanisoimalla" eläimet tehokkaasti. Seurauksena heille kehittyi akuutti lymfoblastinen leukemia.
"Säteilytys voi lisätä leukemian riskiä", totesi Porada. "Lisäksi säteily vaikutti HSC: n kykyyn tuottaa erityyppisiä valkosoluja, jotka osallistuvat taisteluun vieraita hyökkääjiä, kuten infektioita tai kasvainsoluja vastaan. Tämä voi heikentää immuunijärjestelmän kykyä poistaa säteilyn aiheuttamista mutaatioista johtuvia pahanlaatuisia soluja."
Tulokset ovat erityisen huolestuttavia, kun otetaan huomioon aiemmat työt, jotka osoittavat, että mikropainoolosuhteet voivat myös aiheuttaa huomattavia muutoksia immuunijärjestelmässä, myös lyhyiden matkojen jälkeen matalalla Maan kiertoradalla, jossa astronautit ovat suurelta osin suojattu säteilyltä, Porada sanoi. Mikrogravitaation ja säteilyn yhdistetyt vaikutukset voivat lisätä immuunihäiriöiden ja syövän riskiä.
NASA: n ihmistutkimusohjelma on suunniteltu tekemään avaruusoperaatioista mahdollisimman turvallisia. Se ei tutkia säteilyn vaikutuksia, vaan myös mikropainoolosuhteita, eristystä ja sulkeutumista ahtaissa ympäristöissä, kaukana maapallosta.