Mars Travel: Cancer, Gut Damage powodowane przez kosmiczne promienie w badaniu NASA

Naukowcy zastanawiają się, jak będziemy jeść na Marsie, rządzimy na Marsie, a nawet modlimy się na Marsie, ale nadal pozostaje jedno kluczowe pytanie: jak poradzimy sobie ze skutkami promieniowania kosmicznego na Marsie? Na Ziemi chronimy naszą atmosferę i pole magnetyczne, ale na Marsie przyszli koloniści będą nadzy przed promieniami kosmicznymi. Lepiej wyjaśnimy, jak szybko się przed tym zabezpieczyć, ponieważ nowe badania sugerują, że nie przetrwamy długo bez zachorowania.

W artykule opublikowanym w poniedziałek w czasopiśmie Materiały z Narodowej Akademii Nauk, zespół naukowców z Georgetown University pokazuje, że promieniowanie w przestrzeni kosmicznej może mieć znaczący szkodliwy wpływ na jelita cienkie myszy, zwiększając ryzyko zachorowania na raka. To obrażenie trwało przez rok po ekspozycji na promieniowanie.

W szczególności badali wpływ promieniowania jonizującego, rodzaju promieniowania występującego w kosmosie. Promieniowanie jonizujące składa się z wiązek wysokoenergetycznych cząstek o tak dużej energii, że mogą one wytrącić elektrony i protony z atomów; w tym przypadku naukowcy wykorzystali ciężkie jony żelaza (56Fe) w swoich eksperymentach w Laboratorium Promieniowania Kosmicznego NASA, bombardując myszy niską dawką.

Zespół zastosował dawkę promieniowania porównywalną do tej, jakiej można by doświadczyć podczas podróży na Marsa. „Ponieważ szacowana dawka promieniowania dla misji Mars o długości 1000 d wynosi około 0,42 Gy, a szacunkowy ekwiwalent dawki Marsa wynoszący 860-d.01 1,01 Sv, więc dawki 0,5 Gy lub mniej są bardziej istotne, zastosowaliśmy 0,5 Gy zbadać migrację komórek nabłonka jelitowego, co jest ważne dla homeostazy jelitowej - pisze zespół.

W rezultacie nastąpiło znaczne uszkodzenie DNA w jelicie cienkim myszy i spowolniona migracja komórek nabłonka jelitowego. Efekt uszkodzenia DNA wiąże się ze zwiększonym ryzykiem zachorowania na raka i rzeczywiście, autorzy badania zaobserwowali wzrost komórek w obecności tego uszkodzenia DNA, które sugerowało wyższe ryzyko zachorowania na raka.

Ale wpływ promieniowania jonizującego na migrację komórek nabłonkowych, choć nieco mniej oczywisty, jest również istotny. Migracja komórek nabłonkowych opisuje proces, w którym komórki wyściełające jelito zastępują się, zapewniając wchłanianie składników odżywczych, odpowiedź immunologiczną i wszystkie inne funkcje jelitowe zgodnie z oczekiwaniami. Zwolniona migracja komórek nabłonkowych wyrzuca to wszystko z wacku.

„Obrót komórek nabłonkowych jest ważny dla utrzymania ogólnego zdrowia przewodu pokarmowego, a jego zaburzenie przez promieniowanie kosmiczne, jak również przez radioterapię ciężkimi jonami, budzi obawy, które wymagają zrozumienia jego molekularnych podstaw”, napisali autorzy badania, kierowani przez Santosh Kumar, Doktor, stażysta podoktorancki w Georgetown. „Zmieniona migracja komórek nabłonka jelitowego może nie tylko osłabić funkcję barierową i wchłanianie składników odżywczych, ale może również przedłużyć ekspozycję komórek na zawartość światła i zainicjować odpowiedzi stresowe z konsekwencjami patologicznymi, w tym rakiem jelita grubego”.

Badanie to rodzi nowe, poważne pytania dotyczące wpływu promieniowania jonizującego na astronautów podczas długich lotów z załogą na Marsa lub ludzi, którzy ostatecznie się tam osiedlą.

Tak jak Odwrotność wcześniej informowaliśmy, że „załoga jadąca na Marsa byłaby prawdopodobnie narażona na około jedną szarość promieniowania - ponad 277 razy większą niż normalna roczna ekspozycja na promieniowanie na Ziemi”. Dłuższe misje zwiększyłyby ekspozycję i z kolei zwiększyłyby ryzyko raka, nie wspominając o ryzyku ostrego zatrucia promieniowaniem. Naukowcy zaproponowali mechanizmy osłonowe, a także leki ochronne, chociaż jak dotąd naukowcy nie wymyślili niczego, co mogłoby obronić ludzi przed tym kosmicznym bombardowaniem.