Poslanie misie s posádkou na Mars si vyžaduje nielen výkonné štartovacie vozidlo, ale aj pochopenie toho, ako môže trojročný vesmírny let ovplyvniť ľudské telo.
Vedci z Wake Forest Institute for Regenerative Medicine a ich kolegovia s financovaním z Národnej správy letectva a vesmíru (NASA) použili ľudské kmeňové bunky na stanovenie účinkov ožiarenia v hlbokom vesmíre.
Vedecký tím prvýkrát preukázal, že žiarenie z letov na veľké vzdialenosti môže zvýšiť riziko vzniku leukémie u ľudí.
"Dúfam, že naše skúsenosti pomôžu NASA vyhodnotiť potenciálne riziká a vyvinúť stratégie na ich riešenie," uviedol Christopher Porada, vedecký pracovník projektu. Skupina v súčasnosti testuje výživový doplnok, ktorý by mohol chrániť astronautov pred týmito zničujúcimi účinkami.
Podľa NASA je radiačná expozícia jedným z najnebezpečnejších aspektov cestovania na Mars. Priemerná vzdialenosť od Červenej planéty je asi 200 miliónov kilometrov a celá cesta môže trvať tri roky.
Cieľom štúdie uverejnenej v časopise Leukemia bolo vyhodnotiť priame účinky žiarenia častíc slnečnej energie (SEP) a galaktického kozmického žiarenia (GCR) na ľudské krvotvorné kmeňové bunky (HSC). Tieto kmeňové bunky obsahujú menej ako 0,1% kostnej drene, ale produkujú mnoho typov krviniek, ktoré cirkulujú v tele a sú zodpovedné za transport kyslíka, boj proti infekcii a elimináciu akýchkoľvek rakovinových buniek.
V štúdii sa kmeňové bunky získali od zdravých darcov vo veku astronautov (30 - 55 rokov). Počas experimentu boli vystavené protónom a iónom železa v dávkach charakteristických pre hlboký priestor. Potom sa uskutočnili laboratórne a experimentálne štúdie na stanovenie účinkov žiarenia.
"Zistili sme, že žiarenie znížilo schopnosť HSC produkovať takmer všetky typy krviniek o 60 - 80%," uviedol Porada. „To môže viesť k vážnemu oslabeniu imunitného systému a anémii počas dlhých misií v hlbokom vesmíre.“
Propagačné video:
V ďalšom kroku vedci zhodnotili, ako budú bunky v tele fungovať. Ožiarené ľudské HSC bunky boli transplantované do myší, čím sa zvieratá „humanizovali“. Výsledkom bolo vyvinutie akútnej lymfoblastickej leukémie.
„Ožarovanie môže zvýšiť riziko vzniku leukémie,“uzavrel Porada. „Okrem toho žiarenie ovplyvnilo schopnosť HSC vytvárať typy bielych krviniek zapojených do boja proti cudzím útočníkom, ako sú infekcie alebo nádorové bunky. Mohlo by to znížiť schopnosť imunitného systému eliminovať zhubné bunky v dôsledku mutácií vyvolaných žiarením.“
Výsledky sú obzvlášť znepokojujúce vzhľadom na predchádzajúce práce, ktoré ukazujú, že podmienky mikrogravitácie môžu tiež vyvolať viditeľné zmeny v imunitnom systéme, a to aj po krátkych misiách na nízkej obežnej dráhe Zeme, kde sú astronauti vo veľkej miere chránení pred žiarením, uviedol Porada. Kombinované účinky mikrogravitácie a žiarenia môžu zhoršiť riziko imunitnej dysfunkcie a rakoviny.
Ľudský výskumný program NASA je navrhnutý tak, aby čo najviac zabezpečoval vesmírne misie. Skúma nielen účinky žiarenia, ale aj podmienky mikrogravitácie, izolácie a uväznenia v uzavretých prostrediach ďaleko od Zeme.