Τα ταξίδια στο διάστημα αλλάζουν την έκφραση των γονιδίων, εξασθενούν το ανοσοποιητικό σύστημα
Οι επιστήμονες έχουν δείξει ότι η έκφραση γονιδίων (κυρίως που κωδικοποιούν πρωτεΐνες) στα λευκά αιμοσφαίρια αλλάζει γρήγορα όταν οι αστροναύτες φτάνουν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Αυτό μπορεί να εξηγήσει γιατί οι αστροναύτες φαίνονται πιο επιρρεπείς σε μολυσματικές ασθένειες ενώ βρίσκονται στο διάστημα.
Πληθαίνουν τα στοιχεία ότι οι αστροναύτες είναι πιο επιρρεπείς σε μολύνσεις ενώ βρίσκονται στο διάστημα. Για παράδειγμα, οι αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) υποφέρουν συνήθως από δερματικά εξανθήματα, καθώς και αναπνευστικές και μη αναπνευστικές ασθένειες. Οι αστροναύτες είναι επίσης γνωστό ότι αποβάλλουν περισσότερα ζωντανά σωματίδια ιού, για παράδειγμα τον ιό Epstein-Barr, την ανεμευλογιά-ζωστήρα
έρπης
, herpes-simplex-1 υπεύθυνος για πληγές και κυτταρομεγαλοϊός. Αυτές οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι το ανοσοποιητικό μας σύστημα μπορεί να εξασθενήσει
διαστημικό ταξίδι
. Τι θα μπορούσε όμως να προκαλέσει ένα τέτοιο ανοσοποιητικό έλλειμμα;
«Εδώ δείχνουμε ότι η έκφραση πολλών γονιδίων που σχετίζονται με τις λειτουργίες του ανοσοποιητικού μειώνεται γρήγορα όταν οι αστροναύτες φτάνουν στο διάστημα, ενώ το αντίθετο συμβαίνει όταν επιστρέφουν στη Γη μετά από έξι μήνες στο ISS», δήλωσε η Δρ Odette Laneuville, αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Τμήμα Βιολογία του Πανεπιστημίου της Οτάβα, κορυφαίος συγγραφέας μιας νέας μελέτης στο
Σύνορα στην Ανοσολογία
. Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από την Καναδική Διαστημική Υπηρεσία.
Οι ερευνητές μελέτησαν την έκφραση γονιδίων σε λευκοκύτταρα (λευκά αιμοσφαίρια) σε μια ομάδα 14 αστροναυτών, συμπεριλαμβανομένων τριών γυναικών και 11 ανδρών, που διέμεναν στο ISS για 4,5 έως 6,5 μήνες μεταξύ 2015 και 2019. Τα λευκοκύτταρα απομονώθηκαν από 4 χιλιοστόλιτρα αίματος που λαμβάνεται από κάθε αστροναύτη σε 10 χρονικά σημεία: μία φορά πριν από την πτήση, τέσσερις φορές κατά την πτήση και πέντε φορές πίσω στη Γη.
Εκεί και πάλι πίσω
Βρέθηκε ότι 15.410 γονίδια εκφράζονται διαφορικά στα λευκοκύτταρα. Μεταξύ αυτών των γονιδίων, οι ερευνητές εντόπισαν δύο συστάδες, με 247 και 29 γονίδια αντίστοιχα, τα οποία άλλαξαν την έκφρασή τους παράλληλα κατά τη διάρκεια της υπό μελέτη χρονοδιαγράμματος.
Τα γονίδια στο πρώτο σύμπλεγμα κλήθηκαν προς τα κάτω όταν έφτασαν στο διάστημα και δημιουργήθηκαν εφεδρικά όταν επέστρεφαν στη Γη, ενώ τα γονίδια στο δεύτερο ακολούθησαν το αντίθετο μοτίβο. Και οι δύο ομάδες αποτελούνταν κυρίως από γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, αλλά με μια διαφορά: η κυρίαρχη λειτουργία τους σχετιζόταν με την ανοσία για τα γονίδια στο πρώτο σύμπλεγμα και με τις κυτταρικές δομές και λειτουργίες για το δεύτερο.
Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι όταν κάποιος ταξιδεύει στο διάστημα, αυτές οι αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση προκαλούν ταχεία μείωση της ισχύος του ανοσοποιητικού του συστήματος.
«Μια ασθενέστερη ανοσία αυξάνει τον κίνδυνο μολυσματικών ασθενειών, περιορίζοντας την ικανότητα των αστροναυτών να εκτελούν τις απαιτητικές αποστολές τους στο διάστημα. Εάν μια λοίμωξη ή μια κατάσταση που σχετίζεται με το ανοσοποιητικό επρόκειτο να εξελιχθεί σε μια σοβαρή κατάσταση που απαιτεί ιατρική περίθαλψη, οι αστροναύτες ενώ βρίσκονταν στο διάστημα θα είχαν περιορισμένη πρόσβαση σε περίθαλψη, φαρμακευτική αγωγή ή εκκένωση», δήλωσε ο Dr Guy Trudel, γιατρός αποκατάστασης και ερευνητής στην Οττάβα. Νοσοκομείο και καθηγητής στο Τμήμα Κυτταρικής και Μοριακής Ιατρικής του Πανεπιστημίου της Οτάβα.
Επιστρέψτε στα συνηθισμένα επίπεδα πίσω στη Γη
Αλλά υπάρχει μια ασημένια επένδυση σε αυτό το σύννεφο: τα δεδομένα έδειξαν ότι τα περισσότερα γονίδια σε κάθε σύμπλεγμα επέστρεψαν στο επίπεδο έκφρασής τους πριν από την πτήση εντός ενός έτους μετά την επιστροφή στη Γη και συνήθως πολύ νωρίτερα – κατά μέσο όρο, μετά από μερικές εβδομάδες. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι αστροναύτες που επιστρέφουν διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο μόλυνσης για τουλάχιστον ένα μήνα μετά την προσγείωση στη Γη.
Αντίθετα, οι συγγραφείς δεν γνωρίζουν ακόμη πόσος χρόνος χρειάζεται πριν
ανοσολογική αντίσταση
έχει επιστρέψει πλήρως στην ισχύ του πριν από την πτήση: η διάρκεια αυτής της περιόδου είναι πιθανό να εξαρτάται από την ηλικία, το φύλο, τις γενετικές διαφορές και την έκθεση της παιδικής ηλικίας σε παθογόνους παράγοντες.
Οι συγγραφείς υπέθεσαν ότι η αλλαγή στη γονιδιακή έκφραση των λευκοκυττάρων υπό τη μικροβαρύτητα προκαλείται από τη «μετατόπιση υγρών», όπου το πλάσμα του αίματος ανακατανέμεται από το κάτω προς το άνω μέρος του σώματος, συμπεριλαμβανομένου του
λεμφικό σύστημα
. Αυτό προκαλεί μείωση του όγκου του πλάσματος μεταξύ 10% και 15% εντός των πρώτων ημερών στο διάστημα. Η μετατόπιση του υγρού είναι γνωστό ότι συνοδεύεται από μεγάλης κλίμακας φυσιολογικές προσαρμογές, που προφανώς περιλαμβάνουν τροποποιημένη γονιδιακή έκφραση.
Προφύλαξη από ανοσολογικά ελλείμματα στο διάστημα
«Το επόμενο ερώτημα είναι πώς να εφαρμόσουμε τα ευρήματά μας για να καθοδηγήσουμε τον σχεδιασμό αντιμέτρων που θα αποτρέψουν την καταστολή του ανοσοποιητικού ενώ βρίσκεστε στο διάστημα, ιδίως για πτήσεις μεγάλης διάρκειας», δήλωσε ο Laneuville.
«Η υγεία των αστροναυτών ενώ βρίσκονται στο διάστημα, ειδικά κατά τη διάρκεια μακρών αποστολών, θα ωφεληθεί από τον εντοπισμό τόσο της δυσλειτουργίας του ανοσοποιητικού όσο και της υποκλινικής φλεγμονής. Η έγκαιρη ανίχνευση παρέχει ευκαιρίες για παρέμβαση, με στόχο την πρόληψη της εξέλιξης προς σοβαρά συμπτώματα».
Για περισσότερες διαστημικές πτήσεις στη ζωή σας, ακολουθήστε μας
Κελάδημα
και σελιδοδείκτης Gizmodo’s dedicated
Σελίδα Spaceflight
.
