Pe Stația Spațială Internațională

După întoarcerea pe Pământ, cromozomii astronautului Scott Kelly, care a petrecut un an pe ISS, au arătat anomalii pe care fratele său geamăn nu le avea.

Scott Kelly și Mark Kelly sunt singurii doi gemeni astronauti din lume, precum și singurii frați care au călătorit în spațiu.

spațiu

Robert Markowitz - NASA - Johnso/NASA

Petreceți un an în spațiu provoacă modificări ale ADN-ului astronauților care persistă după întoarcerea lor pe Pământ și care ar putea duce la o risc pe termen lung pentru sănătatea dumneavoastră. Este principala concluzie a unei anchete internaționale conduse de OALĂ care a analizat în profunzime fără precedent modul în care o ședere pe Stația Spațială Internațională (ISS) a afectat corpul unui astronaut, comparându-l cu fratele său geamăn, care a rămas pe Pământ. În ciuda acestui fapt, autorii subliniază că lucrarea, publicată astăzi în Ştiinţă, arată că corpul uman poate menține o sănătate bună în misiunile spațiale pe termen lung.

Scott și Mark Kelly Ei sunt singurii doi astronauți din lume care împărtășesc același ADN, deoarece sunt gemeni identici. Amândoi sunt veterani ai Marinei Statelor Unite și ai NASA și au călătorit în spațiu de mai multe ori.

În martie 2015, Scott Kelly s-a angajat într-o misiune de un an la ISS în timp ce fratele său Mark a continuat să lucreze de la sol pentru agenția spațială americană. Scott însuși a avut ideea de a profita de această rară oportunitate de a compara modul în care s-au schimbat corpurile a doi oameni identici genetic, unul pe pământ și unul în spațiu. Astfel, pentru a verifica efectele unei misiuni spațiale pe termen lung, a apărut un proiect de cercetare care a implicat mai mult de zece echipe din întreaga lume.

Ideea proiectului de cercetare a venit chiar de la Scott Kelly

În cele 342 de zile pe care Scott Kelly le-a petrecut pe ISS, orbitând la 400 de kilometri de suprafața Pământului, el a suferit cu sârguință o baterie de teste medicale pentru a analiza toate aspectele sănătății sale. Când a fost posibil, probele lor au venit imediat pe Pământ la bordul alimentelor. Dacă nu, Kelly însuși i-ar îngheța la minus 80 de grade până când vor putea călători la laboratoare terestre. "Au existat provocări incredibile", a declarat Andrew Feinberg, directorul Centrului pentru Epigenetică de la Universitatea Johns Hopkins, din Baltimore (SUA) și coautor al lucrării, la o conferință de presă. Din motive logistice și de securitate, „ni s-a permis să obținem mai puțin sânge de la Scott decât este permis să extragem de la un copil internat într-un spital”, își amintește el. Între timp, pe Pământ, fratele său Mark a trecut prin aceleași teste, deși a continuat să ducă viață normală, ca referință.

Scott Kelly a petrecut un an în spațiu, în timp ce fratele său geamăn Mark lucra pentru NASA de pe Pământ.

Robert Markowitz - NASA - Johnso/NASA

Cercetătorii au analizat în detaliu toți parametrii de sănătate de bază ai ambilor frați înainte, în timpul și după misiunea în ISS, de la greutatea corporală la metabolismul lor, dar și structura genomului lor și reglarea genelor lor. Acest studiu „este cu siguranță cea mai cuprinzătoare viziune pe care am avut-o vreodată despre răspunsul corpului uman la călătoriile spațiale”, a declarat co-autorul Susan Bailey, cercetător la Universitatea de Stat din Colorado, Fort Collins, SUA.

Se știa deja că mediul spațial are un impact asupra corpului: astronauții își pierd densitatea oaselor, microbiota lor și activitatea genelor lor se schimbă, iar abilitățile lor cognitive sunt afectate. Acum, rezultatele studiului Twin confirmă ceea ce era deja suspectat și oferă, de asemenea, informații noi.

Acest studiu este cu siguranță cea mai cuprinzătoare viziune pe care am avut-o vreodată despre răspunsul corpului uman la călătoriile spațiale. "

Microgravitatea ISS a provocat o redistribuire a fluidelor corporale ale lui Scott Kelly. Pe Pământ, gravitația face ca capul să aibă tensiune arterială mai mică atunci când stă în picioare decât picioarele și trunchiul inferior. În absența acestei gravitații, sângele se acumulează în cantități mai mari în cap și partea superioară a corpului. Acest lucru a făcut ca vasele de sânge din gâtul și ochii lui Scott să se dilate în timpul petrecut în spațiu, ceea ce la rândul său a provocat modificări ale retinei. La întoarcerea pe Pământ, cele mai multe dintre aceste adaptări au fost inversate, dar anul său pe ISS a lăsat o ușoară amprentă asupra structurii retinei sale.

Abilitățile cognitive ale lui Scott Kelly au fost ușor reduse după călătoria sa, posibil din cauza tensiunii arteriale crescute din cap datorită microgravitației. La șase luni de la întoarcere, el a revenit practic la normal, deși cercetătorii au detectat mici deficiențe care au persistat mai mult decât se aștepta.

De asemenea, genele lui Kelly s-au adaptat vieții în spațiu, în special celor legate de sistemul imunitar. Dar la întoarcerea pe Pământ a avut loc o schimbare mai bruscă: după aterizare, activitatea genelor implicate în inflamație a crescut dramatic, un răspuns al corpului la o modificare bruscă a mediului, care este în concordanță cu experiența astronauților, care Ei citează acest moment ca fiind cel mai obositor dintre misiunile lor. „Un mesaj clar din datele moleculare este că, dacă spațiul este greu, aterizarea este mult mai grea pe corp, cel puțin în primele zile”, a declarat Christopher Mason, un genetician la Centrul Medical Weill Cornell din New York. .) Și coautor al studiului.

Viziunea lui Kelly, abilitățile cognitive și genele au suferit modificări pe termen lung

Nouăzeci la sută din genele lui Scott Kelly s-au întors la nivelurile lor inițiale de activitate după ce s-au rehabitat în condițiile Pământului, dar unele au rămas modificate șase luni mai târziu. Deocamdată nu se știe ce consecințe ar putea avea acest lucru pe termen lung.

Ceea ce îi îngrijorează cel mai mult pe cercetători sunt însă anomaliile care au apărut în cromozomii astronautului american. Vidul spațiului este scăldat în raze cosmice, radiații de mare energie care pot deteriora ADN-ul. La suprafața Pământului, câmpul magnetic al planetei noastre ne protejează de ele, dar pe orbita joasă a Pământului, unde se află ISS, acest scut este oarecum mai slab.

De-a lungul șederii sale la stație, Scott Kelly a primit o doză totală de radiații de 150 de microsieverți (mSv), de cincizeci de ori mai mult decât primește persoana medie pe Pământ într-un an, deși de opt ori mai mică decât doza la cea pe care astronauții care călătoresc pe Marte ar expune. Razele cosmice au provocat pauze în ADN-ul lor, provocând schimbarea sau inversarea ordinii lor de fragmente de cromozomi. Aceste schimbări au persistat pe termen lung chiar și după întoarcerea sa pe Pământ.

În timpul șederii sale la stație, Scott Kelly a primit o doză totală de radiații de cincizeci de ori mai mult decât primește o persoană obișnuită pe Pământ într-un an

Pe de altă parte, telomerii lui Kelly au crescut în timp ce se afla pe ISS. Telomerii sunt structurile de la capetele cromozomilor care îi protejează în timpul diviziunii celulare și joacă un rol critic în îmbătrânire și cancer. Deși exercițiile fizice și consumul unei diete echilibrate - ceea ce trebuie să facă toți astronauții din ISS - ajută la menținerea lungimii telomerilor, nu se știe ce poate fi cauzat creșterea lor.

Cu toate acestea, când s-a întors pe Pământ, telomerii lui Kelly s-au scurtat din nou, unii chiar sub lungimea lor normală, constituind un biomarker al îmbătrânirii celulare și un risc crescut de boli cardiovasculare și, împreună cu anomalii cromozomiale, de cancer. Pentru moment, cercetătorii consideră că acest lucru reprezintă un risc "mare" pentru misiunile spațiale de lungă durată, deși subliniază că rezultatele vor trebui confirmate în studiile efectuate cu alți astronauți, așa cum scriu în Ştiinţă.

Luate împreună, datele sunt dovada faptului că oamenii sunt capabili să se adapteze și să supraviețuiască în stare bună de sănătate pentru perioade lungi de timp. Într-un context în care atât agențiile spațiale de stat, cât și companiile private intenționează să trimită misiuni cu echipaj pe Lună și Marte, acestea servesc drept ghid pentru a investiga cum să protejeze sănătatea astronauților. Mai mult, cercetătorii speră că mecanismele fiziologice identificate în studiu vor ajuta la o mai bună înțelegere a îmbătrânirii și a unor boli aici pe Pământ.