Poslání mise s posádkou na Mars vyžaduje nejen výkonné startovní vozidlo, ale také pochopení toho, jak může tříletý vesmírný let ovlivnit lidské tělo.
Vědci z Wake Forest Institute for Regenerative Medicine a jejich kolegové s financováním Národní správy letectví a vesmíru (NASA) použili lidské kmenové buňky ke stanovení účinků radiační expozice v hlubokém vesmíru.
Výzkumný tým poprvé prokázal, že záření z kosmických letů na velké vzdálenosti může zvýšit riziko vzniku leukémie u lidí.
"Doufám, že naše zkušenosti pomohou NASA posoudit potenciální rizika a vyvinout strategie k jejich řešení," řekl Christopher Porada, vedoucí vědecký pracovník projektu. Skupina v současné době testuje výživový doplněk, který by mohl ochránit astronauty před těmito ničivými účinky.
Podle NASA je radiační expozice jedním z nejnebezpečnějších aspektů cestování na Mars. Průměrná vzdálenost od Rudé planety je asi 200 milionů kilometrů a celá cesta může trvat tři roky.
Cílem studie, publikované v časopise Leukemia, bylo zhodnotit přímé účinky záření sluneční energie (SEP) a galaktického kosmického záření (GCR) na lidské hematopoetické kmenové buňky (HSC). Tyto kmenové buňky obsahují méně než 0,1% kostní dřeně, ale produkují mnoho typů krvinek, které cirkulují v celém těle a jsou zodpovědné za transport kyslíku, boj proti infekcím a vylučování rakovinných buněk.
Pro studii byly kmenové buňky odebrány od zdravých dárců ve věku astronautů (30–55 let). Během experimentu byly vystaveny protonům a iontům železa v dávkách charakteristických pro hluboký prostor. Poté byly provedeny laboratorní a experimentální studie pro stanovení účinků záření.
"Zjistili jsme, že záření snížilo schopnost HSC produkovat téměř všechny typy krvinek o 60–80%," řekl Porada. "To může vést k vážnému oslabení imunitního systému a anémii během dlouhých misí v hlubokém vesmíru."
Propagační video:
V dalším kroku vědci vyhodnotili, jak by buňky v těle fungovaly. Ožiarené lidské HSC buňky byly transplantovány do myší, čímž byla zvířata „humanizována“. V důsledku toho se vyvinula akutní lymfoblastická leukémie.
„Ozáření může zvýšit riziko vzniku leukémie,“uzavřel Porada. "Navíc záření ovlivnilo schopnost HSC vytvářet typy bílých krvinek zapojených do boje proti cizím útočníkům, jako jsou infekce nebo nádorové buňky. To by mohlo snížit schopnost imunitního systému eliminovat maligní buňky způsobené mutacemi indukovanými zářením."
Výsledky jsou obzvláště znepokojivé vzhledem k předchozí práci, která ukazuje, že podmínky mikrogravitace mohou také vyvolat znatelné změny v imunitním systému, a to i po krátkých misích na nízké oběžné dráze Země, kde jsou astronauti z velké části chráněni před zářením, uvedl Porada. Kombinované účinky mikrogravitace a záření mohou zvyšovat riziko imunitní dysfunkce a rakoviny.
Lidský výzkumný program NASA je navržen tak, aby vesmírné mise byly co nejbezpečnější. Zkoumá nejen účinky záření, ale také podmínky mikrogravitace, izolace a uvěznění v uzavřených prostředích daleko od Země.