Используя мышей, пересаженных с человеческими стволовыми клетками, исследовательская группа продемонстрировала впервые, что радиация, с которой сталкиваются в полете в открытом космосе, может увеличить риск лейкемии в людях.«Наши результаты беспокоятся, потому что они показывают, что радиоактивное облучение могло потенциально увеличить риск лейкемии двумя способами», сказал Кристофер Порэда, доктор философии, адъюнкт-профессор регенеративной медицины и старший научный сотрудник на проекте.
Как часть этого текущего проекта, группа определила и в настоящее время проверяет общую пищевую добавку на свою способность защитить астронавтов от этих вредных воздействий.«Полезно использовать наши экспертные знания в стволовых клетках, чтобы помочь НАСА оценить потенциальный риск для здоровья космического полета и надо надеяться разработать стратегии, чтобы обратиться к ним», сказал Порада.Радиоактивное облучение, как полагают, является одним из самых опасных аспектов путешествия в Марс, по данным НАСА. Среднее расстояние до красной планеты составляет 140 миллионов миль, и поездка туда и обратно могла занять три года.
Цель исследования, опубликованного в журнале Leukemia, состояла в том, чтобы оценить прямые эффекты моделируемых солнечных энергичных частиц (SEP) и радиации галактического космического луча (GCR) на человеческих hematopoietic стволовых клетках (HSCs). Эти стволовые клетки включают меньше чем 0,1% костного мозга взрослых, но производят много типов клеток крови, которые циркулируют через тело и работу, чтобы транспортировать кислород, инфекцию борьбы, и устранить любые злокачественные клетки, которые возникают.Для исследования человеческие HSCs от здоровых дарителей типичного возраста астронавта (30-55 лет) были выставлены дозам, важным для миссии на Марс, протонов и железных ионов – те же самые типы радиации, что астронавты будут подвергнуты в глубоком космосе – в Радиационной Лаборатории Пространства НАСА в Брукхевенской Национальной лаборатории. Исследователи в Институте Вейк Фореста Регенеративной Медицины тогда выполнили лабораторию и исследования на животных, чтобы определить воздействие воздействия.
Эти уровни воздействия, которые моделировали радиацию глубокого космоса, как находили, существенно повлияли на здоровье и функцию HSCs. «Радиоактивное облучение на этих уровнях было очень вредно к функции HSC, уменьшив их способность произвести почти все типы клеток крови, часто на 60-80 процентов», сказал Порада. «Это могло перевести на сильно ослабленную иммунную систему и анемию во время длительных миссий в глубоком космосе». Предыдущие исследования другими исследователями уже продемонстрировали, что воздействие больших доз земной радиации, такой как от рентгена, может иметь вредный (даже опасный для жизни) эффекты на способность тела сделать клетки крови и может значительно увеличить вероятность раковых образований, особенно лейкемий. Однако текущее исследование было первым, чтобы показать вредное воздействие низких, доз, важных для миссии, космической радиации.Текущее исследование значительное, потому что оно показывает, что радиация затронула клетки на уровне стволовой клетки.
Это вызвало мутации в генах, вовлеченных в процесс hematopoietic, и это существенно уменьшило способность HSCs вызвать, чтобы назреть клетки крови.Следующий шаг должен был оценить, как клетки будут функционировать в теле.
Мыши были пересажены с GCR-освещенным человеческим HSCs, по существу «гуманизировав» животных. Мыши развивали то, что, кажется, T-клетка острая лимфообластная лейкемия – первая демонстрация, что воздействие, чтобы сделать интервалы между радиацией может увеличить риск лейкемии в людях.
«Наши результаты показывают, что радиоактивное облучение могло потенциально увеличить риск лейкемии двумя способами», сказал Порада. «Мы нашли что генетическое повреждение HSCs непосредственно ведомый к лейкемии. Во-вторых, радиация также изменила способность HSCs произвести T и клетки B, типы лейкоцитов, вовлеченных в борьбу с иностранными ‘захватчиками’ как инфекции или опухолевые клетки. Это может уменьшить способность иммунной системы астронавта устранить злокачественные клетки, которые возникают в результате вызванных радиацией мутаций».Порада сказал, что результаты особенно беспокоят данную предыдущую работу, показывающую, что условия подарка невесомости/микрогравитации во время космического полета могут также вызвать отмеченные изменения в свободной функции астронавта, даже после миссий короткой продолжительности в низкой околоземной орбите, где они в основном защищены от космической радиации.
Взятый вместе, результаты указывают, что объединенное воздействие микрогравитации и радиации SEP/GCR, которая произошла бы во время расширенных миссий глубокого космоса, такой относительно Марса, могло потенциально усилить риск свободной дисфункции и рака.Программа Исследования на человеке НАСА исследует не только эффекты радиации, но также и условия микрогравитации, изоляции и заключения, враждебной и закрытой окружающей среды и расстояния от земли.
Конечная цель исследования должна сделать космические миссии максимально безопасными.