Å sende et bemannet oppdrag til Mars krever ikke bare et kraftig oppskytningsbil, men også en forståelse av hvordan en tre år lang flyflukt kan påvirke menneskekroppen.
Med finansiering fra National Aeronautics and Space Administration (NASA) brukte forskere ved Wake Forest Institute for Regenerative Medicine og deres kolleger menneskelige stamceller for å bestemme effekten av stråleeksponering i dype rom.
Forskerteamet har vist for første gang at stråling fra romfart på lang avstand kan øke risikoen for å utvikle leukemi hos mennesker.
"Jeg håper vår erfaring vil hjelpe NASA med å vurdere potensielle risikoer og utvikle strategier for å adressere dem," sa Christopher Porada, seniorforsker om prosjektet. Gruppen tester for tiden et næringstilskudd som kan beskytte astronauter mot disse ødeleggende effektene.
Stråleeksponering er en av de farligste aspektene ved å reise til Mars, ifølge NASA. Den gjennomsnittlige avstanden til den røde planeten er rundt 200 millioner kilometer, og hele reisen kan ta tre år.
Målet med studien, publisert i tidsskriftet Leukemia, var å evaluere de direkte effektene av solenergipartikler (SEP) og galaktiske kosmiske stråler (GCR) på humane hematopoietiske stamceller (HSC). Disse stamcellene inneholder mindre enn 0,1% benmarg, men produserer mange typer blodceller som sirkulerer i hele kroppen og er ansvarlige for å transportere oksygen, bekjempe infeksjon og eliminere kreftceller.
For studien ble stamceller hentet fra sunne givere i alderen astronauter (30–55 år). Under eksperimentet ble de utsatt for protoner og jernioner i doser som er karakteristiske for dype rom. Deretter ble laboratorie- og eksperimentelle studier utført for å bestemme effekten av stråling.
"Vi fant at stråling reduserte HSC-eres evne til å produsere nesten alle typer blodceller med 60–80%," sa Porada. "Dette kan føre til alvorlig svekkelse av immunforsvaret og anemi under utvidede oppdrag i dype rom."
Salgsfremmende video:
I neste trinn evaluerte forskerne hvordan cellene ville fungere i kroppen. Bestrålte humane HSC-celler ble transplantert i mus og effektivt "humanisert" dyrene. Som et resultat utviklet de akutt lymfoblastisk leukemi.
"Bestråling kan øke risikoen for å utvikle leukemi," konkluderte Porada. "I tillegg påvirket stråling HSCs evne til å generere typer hvite blodceller involvert i bekjempelse av utenlandske inntrengere som infeksjoner eller tumorceller. Dette kan redusere immunsystemets evne til å eliminere ondartede celler som skyldes stråling induserte mutasjoner."
Resultatene er spesielt urovekkende gitt tidligere arbeid som viser at mikrogravitasjonsforhold også kan indusere merkbare endringer i immunforsvaret, selv etter korte oppdrag i lav-jordbane, der astronauter i stor grad er skjermet for stråling, sa Porada. De kombinerte effektene av mikrogravitet og stråling kan forverre risikoen for immunsvikt og kreft.
NASAs humanforskningsprogram er designet for å gjøre romoppdrag så trygge som mulig. Den utforsker ikke bare effekten av stråling, men også mikrogravitasjonsforhold, isolasjon og innesperring i trange miljøer langt fra Jorden.
