"Space Twins" bracht goed nieuws voor degenen die naar Mars zullen vliegen

Drie jaar geleden, de Amerikaanse astronaut Scott Kellyterug naar de aarde. Zijn terugkeer uit het internationale ruimtestation op 1 maart 2016 voltooide een record-voor-VS verblijf van 340 dagen in de ruimte onder een medische microscoop. Zijn tweelingbroer Mark Kelly (die ook een astronaut was) stond onder nauw toezicht van artsen op aarde. De twee van deze tweelingen bieden een unieke gelegenheid om te ontdekken hoe het menselijk lichaam reageert op lange perioden van verblijf in de ruimte, en om te begrijpen wat er kan gebeuren als je bijvoorbeeld naar Mars reist.

En nu, na meer dan drie jaar, hebben we eindelijkwe krijgen een duidelijk beeld van wat microzwaartekracht, straling en de ruimtemilieu hebben gedaan met het lichaam van Scott. De eerste resultaten, gepubliceerd in Science door tientallen wetenschappers van over de hele wereld, tonen de warme vooruitzichten voor de toekomst van de mensheid.

"Dit is eigenlijk heel goed nieuws voorruimtevluchten en diegenen die geïnteresseerd zijn in astronauten, "zegt Chris Mason, een professor aan de Cornell University, de belangrijkste onderzoeker van een tweeling. "Hoewel het lichaam in staat is om een ​​buitengewone hoeveelheid veranderingen te ondergaan, toont het ook een buitengewone plasticiteit om terug te keren naar zijn normale aardse staat."

De studie onderzocht een aantal biologischemarkers, afkomstig van het immuunsysteem (het functioneerde op dezelfde manier als op aarde) tot de vorm van de oogbollen (consolidatie van de oogzenuw in Scott). Maar twee van de meest interessante resultaten werden verkregen uit de studie van DNA en genexpressie.

Susan Bailey en haar collega's van de State UniversityColorado concentreerde zich op het observeren van de lengte van de telomeren Scott Kelly en de bijbehorende enzymtelomerase. Telomeren bevinden zich aan het uiteinde van het DNA en hun lengte betekent meestal leeftijd en gezondheid. Veroudering, stress en straling verminderen telomeren.

Omdat ruimtevaart mensen zoals laat blootstellenstress en blootstelling aan straling, verwachtten de onderzoekers een afname van telomeren. "Maar het was precies het tegenovergestelde," zegt Bailey. "Zodra onze eerste monsters werden genomen tijdens de vlucht, ongeveer twee weken na de vlucht, zagen we veel langere telomeren van Scott dan die hij had voor vertrek."

En deze trend zette zich voort gedurende het verblijf van Kelly op het ruimtestation. Over het algemeen verlengden zijn telomeren met ongeveer 14,5%.

Dus wat betekent dit? Denk niet dat we plotseling de bron van de jeugd in de ruimte hebben gevonden. Een week na zijn terugkeer waren zijn telomeren aanzienlijk verminderd. "Deze zijn heel, heel specifiek voor veranderingen in ruimtevluchten, en ze zijn erg snel en ze hebben ons doen nadenken over wat hun oorzaak zou kunnen zijn," zegt Bailey. De gemiddelde lengte van Scott Kelly-telomeren is na zes maanden weer normaal geworden, maar een abnormaal groot aantal korte telomeren, dat na zijn terugkeer op aarde werd gevormd, bleef in zijn lichaam.

Het belangrijkste mysterie is waarom dit gebeurde. Gegevens over telomerase, een enzym geassocieerd met telomeerlengte, werden niet verkregen onder ideale omstandigheden: hoewel de monsters van Kelly's lichaam in de ruimte binnen 48 uur aan wetenschappers kwamen, werden de omstandigheden op weg naar het laboratorium niet goed genoeg gecontroleerd om verlies van telomeraseactiviteit te voorkomen. De terugkeer naar de aarde in de capsule "Unie" komt niet overeen met de ideale laboratoriumomstandigheden.

Een andere belangrijke verandering werd gevonden in de expressie van de Scott Kelly-genen, dat wil zeggen in de manier waarop DNA cellen stuurt om componenten zoals eiwitten te produceren.

Wetenschappers hebben gezien hoeveel genen zijn inbegrepen enUitgeschakeld tijdens de vlucht, met name degenen die worden geassocieerd met de bloedsomloop en het immuunsysteem. Deze veranderingen duiden op hoe het lichaam zich probeert aan te passen aan de kosmos.

Mason zegt dat ze in de eerste helft van de missiezag bijna 1500 genen hun uitdrukking veranderen. In de tweede helft van de missie waren er zes keer meer. Dit suggereert dat het menselijk lichaam geleidelijk in de ruimte verandert, en niet alleen bij aankomst.

Net als bij telomeren, de meesteVeranderingen in genexpressie komen volledig aan bod wanneer Scott Kelly naar huis terugkeert. Maar honderden genen lijken hun tijd doorgebracht in de ruimte te hebben onthouden en hebben de veranderingen bewaard.

Is het een heleboel of niet - en wat zijn de consequenties daarvan?Gezondheid is - we weten het gewoon niet. We hebben gewoon niets te vergelijken. Dit komt sterk overeen met het moment waarop mensen de bloeddruk voor het eerst begonnen te meten. We wisten gewoon niet welke cijfers de norm zijn totdat we de druk van een groter aantal mensen hebben gemeten.

Op hetzelfde moment zegt Scott Kelly dat alsna de landing was hij ziek - zoals meestal het geval is - nu merkt hij geen grote verandering in zijn gezondheidstoestand. "Ik voel me anders dan toen ik begon, maar dat komt waarschijnlijk omdat ik vier jaar oud ben geworden", zegt hij.

De volgende stappen voor het Bailey-team zullen zijnhet creëren van de beste testmethoden om telomerase-activiteit te volgen, hetzij op het ISS of op aarde. Mason bestudeert ook technologie die de druk op het monster tijdens het transport zal elimineren. Zijn team voerde zelfs de eerste DNA-sequencing uit op het ISS en hoopt dit proces te verbeteren. De meeste andere wetenschappers hopen een grotere steekproefomvang te krijgen en mogelijk langere tests uit te voeren. Eén astronaut is niet genoeg om definitieve conclusies te trekken, dus wetenschappers zoals Mason zullen andere astronauten bestuderen tijdens tests van twee, zes maanden en een jaar. Alleen deze missies zullen geen tweeling op aarde hebben, waarmee het mogelijk is om te vergelijken.

Nou, wil je toch naar Mars? Alle kosmonauten zijn in onze chatroom in Telegram.