Meg tudjuk-e védeni az agyat a kozmikus sugárzástól?
Miközben készülünk az űrutazás új korszakába lépni, meg kell találnunk a kozmikus környezet által jelentett egészségügyi kockázatok elhárítási módjait. Különösen a mély űrsugárzás károsítja a kognitív funkciókat. Találtak-e kutatók módot a károk visszavonására?
Ez az esti űrhajósok mély űrkutatásra való küldésének, más bolygók gyarmatosításának és terraformálásának, valamint az űrturizmus tervezésének előestéje.
De az űrutazás saját egészségügyi kockázatokkal jár.
Az egyik fő veszélyt a kozmikus sugárzás okozza, amely károsíthatja a központi idegrendszert, megváltoztathatja a kognitív funkciókat, és hasonló tünetekhez vezethet, mint az Alzheimer-kórban.
A NASA - a 2030-as évekre tervezett - gyarmatosító misszióival a 2030-as évek után a NASA, valamint az űrutazási koncepciók iránt érdeklődő magáncégek után kutat az űrhajósok sugárzás káros hatásainak hatékony megvédésére.
Eddig a kutatók főleg arra összpontosítottak, hogyan lehetne továbbfejleszteni az űrhajókat és a világűrben utazók védőruháit, hogy elhárítsák ezt az erős sugárzást.
Most azonban a San Francisco-i Kaliforniai Egyetem kutatói - Susanna Rosi vezetésével - olyan kezelést kezdtek kidolgozni, amely ellensúlyozhatja a kozmikus sugarak által kiváltott neurodegenerációt.
Az egérmodellekkel végzett kísérleteik eredményeit most közzétesszük a folyóiratban Tudományos jelentések.
„A kozmikus sugárzás hosszú távon befolyásolhatja az agyat”
A Rosi és csapata által végzett korábbi kutatások azt találták, hogy miután az egereket nagyjából ekvivalens sugárzásnak tették ki, mint amit az emberi űrhajósok egy űrkutatás során tapasztalhatnak, az ismerős és ismeretlen tárgyak megkülönböztetésére való képességük romlott.
Általában, amikor az egerek két objektummal szembesülnek - egy új és számukra ismeretlen, és egy, amelyet korábban felfedeztek -, több időt töltenek azzal, hogy megismerjék az új objektumot.
A sugárzásnak kitett állatok azonban hajlamosak voltak ugyanannyi időt tölteni mindkét objektum feltárásával, ami azt sugallta a kutatók számára, hogy az egerek elfelejtették, hogy már a kettő egyikének vannak kitéve.
Az egerek további tünetei a társas interakciók problémái és a fokozott szorongás érzése voltak. Rosi és a csapat megjegyzi, hogy ez valószínűleg annak a hatásnak köszönhető, hogy az erős sugárzás hatással volt a mikroglia-ra, vagy az agyban és a gerincvelőben található idegsejtekre, amelyek a központi idegrendszer immunmechanizmusának részét képezik.
Amikor a mikroglia aktiválódik, olyan tüneteket okozhatnak - például a memóriazavar romlása -, amelyek összhangban vannak a neurodegeneratív rendellenességekkel.
Ez részben annak tudható be, hogy a szinapszisok, vagy az agysejtek között kialakult kapcsolatok elpusztítására irányulnak, amelyek lehetővé teszik számukra az információ továbbítását.
„Kezdünk bizonyítékokkal szolgálni arra, hogy a mélyűrű sugárzásnak való kitettség hosszú távon befolyásolhatja az agy működését, de ha jól tudom, senki sem kutatott fel olyan lehetséges ellenintézkedéseket, amelyek megvédhetnék az űrhajósok agyát a sugárterhelés ilyen szintjétől. ”
Susanna Rosi
Az új vegyület ígéretet mutat
Az új tanulmányban Rosi és munkatársai a kaliforniai Loma Linda Egyetem kutatóival együttműködve olyan terápiát találtak, amely ellensúlyozhatja a sugárzás agyi hatásait.
Hasonló kísérletet kezdtek egereken, amelyben olyan sugárterhelésnek voltak kitéve, mint amely a mély űrutazókat érintheti.
Egy hét múlva az egereknek vagy 15 napig rendszeres, ellenőrzött étrendet adtak, vagy olyanba, amely magában foglalta a PLX5622 nevű kísérleti vegyülettel történő kezelést.
A PLX5622 diéta úgy működik, hogy kimeríti a központi idegrendszer mikrogliait. Korábbi kutatások során kimutatták, hogy a PLX5622 kezelés védi a kognitív funkciót az egereknél, amelyek koponya besugárzásnak vannak kitéve, mint a rákterápia egyik formája. Rosi és a csapat levette a jelét ezekről az eredményekről.
A legutóbbi kísérletek szintén biztató eredményeket hoztak. Először is, a tudósok észrevették, hogy bár eleinte nem voltak kognitív károsodásaik, a kezdeti besugárzástól számított 3 hónapon belül a kontroll étrend egerek új objektumfelismerést mutattak.
A PLX5622 terápiát kapott egerek azonban nem mutattak ilyen kárt a memória felidézésében.
Az egyes csoportok egereinek összehasonlításával a kutatók kiderítették, hogy a kontrollcsoportból származóak sok aktivált mikrogliát tartalmaznak és számos szinapszist veszítettek, míg a PLX5622 terápiás csoportból származóak egészségesnek tűntek.
Miért ez? Rosi és csapata úgy gondolja, hogy a központi idegrendszer aktiválódott mikroglia kiküszöbölésére kényszerítve új, egészséges idegsejtek jöttek helyükre, lehetővé téve az egerek számára a normális kognitív funkció fenntartását.
"Ez valóban tiszta bizonyíték, egyrészt az, hogy az agy mikrogliajának újraindítása megvédheti a kognitív funkciókat a sugárterhelés után, másrészt hogy nem feltétlenül kell azonnal kezelnünk a sugárterhelést követően, hogy a gyógyszer hatékony legyen" - magyarázza Rosi.
A kutatókat azonban nem csak ez a kísérleti terápia űrutazókban rejlő lehetőségei izgatják. A PLX5622-hez hasonló mechanizmusokat alkalmazó gyógyszereket már klinikai vizsgálatokban tesztelik a rák kezelésére.
Ez azt jelenti, hogy az ilyen gyógyszerek jól alkalmazhatók a problémák szélesebb köre számára, beleértve a kognitív károsodást a rákkezelés nyomán.
"A NASA-t nagyon érdekli az űrhajósok biztonságának és a küldetés sikereinek biztosítása a mély űrutazások során" - jegyzi meg Karen Krukowski tanulmány társszerzője
"De - teszi hozzá - az űrhajósok kis populációnak számítanak - izgalmas, hogy ezek a megállapítások potenciálisan hozzájárulhatnak a kognitív károsodás számos más formájának megakadályozásához."
