Co s lidmi udělá kosmické prostředí? Máme finální výsledky studie dvojčat

- Vesmír autor: Ladislav Loukota

O posledním kosmickém letu Scotta Kellyho jste už možná slyšeli - podíval se na palubu Mezinárodní kosmické stanice na 27. března 2015 a pobyl zde do 2. března 2016. Utvořil tak rekord mezi americkými astronauty, jeho mise však skutečné ovoce nese až nyní. Scott byl totiž po celou dobu své mise, stejně jako před ní i po ní, detailně sledován po boku svého bratra - dvojčete. Podařilo se tak poprvé odhalit, jak kosmický prostor působí na nejmenší činitele lidského organismu. 

Astronauti Scott a Mark Kellyovi

Astronauti Scott a Mark Kellyovi,zdroj: NASA

Jmenuje se Twin Study a vůbec poprvé se jí zúčastnili geneticky identičtí lidé - astronauti NASA Scott a Mark Kellyovi. Zatímco Mars zůstal po dobu sledování na Zemi, Scott pobyl na palubě Mezinárodní kosmické stanice po 340 dnů jako člen zdejších Expedic 43 až 46. Po několikaleté přípravě, skoro ročním pobytu v kosmu a dvouleté analýze nyní agentura zveřejnila definitivní výsledky srovnání obou můžu, které nám říkají víc o tom, jak kosmické prostředí působí na organismus.

Práce, která shrnuje zjištění 10 vědeckých týmů, bratry Kellyovi srovnala před a po letu. Ačkoliv na dlouhodobé pozorování astronautů a kosmonautů docházelo již dříve (první delší studie se datují do sovětského programu 80. let), tato studie je první, která detailně nahlíží na biomolekulární změny odehrávající se až na úrovni DNA.

Nejzásadnější odhalení studie se týká genové exprese, odezvy imunitního systému a dynamiky telomer. Zdá se, že telomery v bílých krvinkách Scotta Kellyho se v kosmu neočekávatelně prodloužily. Po návratu na Zemi se jejich délka vrátila na původní úroveň. Oproti tomu telomery jeho bratra zůstaly stabilní po celou dobu.

Telomery jsou důležité pro genomickou stabilitu a občas jsou srovnávány s ukazatelem délky života – zjednodušeně řečeno, čím delší telomery, tím více času. V praxi ale podobná změna znamená spíše vyšší riziko pro buňky (a tělo), prodlužovat si telomery totiž dovedou třeba i nádorové buňky. Zdá se, že dlouhodobé mise tak budou muset brát v potaz vyšší riziko rozvoje nádorových onemocnění.

Pro Mars i Měsíc

Druhé zásadní zjištění spočívá v reakci imunitního systému na kosmický prostor – tentokrát jde však o pozitivní odhalení. Imunitní systém je, zdá se, kosmickým prostředím nepozměněn. Například očkování posádky proti chřipce by tak mělo stejný výsledek v kosmu i na Zemi. To je zásadní zjištění pro případné větší posádky na marťanských koloniích, které plánuje třeba Elon Musk. Lze očekávat, že choroby se v podobném prostředí budou velmi dobře šířit. Twin Study ale ukazuje, že proti nim budeme moct bojovat stejnými metodami jako na Zemi.

Nakonec třetí významné odhalení spočívá ve variabilitě genové exprese – tedy v tom, jak tělo reaguje skrze aktivaci projevů genů na své prostředí. DNA je sice jakýmsi "výkresem" organismu, ale exprese je "dělníkem", který tento výkres uvede do reality.

Zatímco byl Scott ve vesmíru, vědci pozorovali změny v expresi Scottových genů. Většina z nich se po šesti měsících na Zemi vrátila do normálu. Malé procento genů souvisejících s imunitním systémem a opravou DNA se však po svém návratu na Zemi na původní úroveň nevrátilo. To umožnilo identifikovat právě rizikové geny, které můžou být využity k monitorování zdraví budoucích posádek.

Krom toho došlo i na několik dalších menších změn, ty však byly již známé ze starších prací. "Studie dvojčat byla důležitým krokem k pochopení epigenetiky a genové exprese v lidském kosmickém letu," řekl J.D. Polk, hlavní zdravotnický a lékařský vedoucí v NASA. "Díky oběma účastníkům i výzkumníkům, kteří na výzkumu neúnavně pracovali, pomohla hodnotná data získaná ze studie odhalit skutečnosti o potřebě personalizované medicíny a její role při udržování zdraví astronautů během průzkumu hlubokého vesmíru."

Twin Study nám tak poslouží zejména při přípravě na delší kosmické mise k Marsu nebo dalšímu pobytu posádek na připravované základně u Měsíce. NASA dostala minulý měsíc nové zadání vrátit člověka na Měsíc - ve formě permanentní základny - do pěti let. Lze očekávat, že při společném úsilí spolu se SpaceX mají Spojené státy šanci tuto hranici stihnout. Dlouhodobé základny na Měsíci ale plánují i státy Evropské kosmické agentury (nejspíše v partnerství s NASA) a rovněž Čína (ta již spíše sama).

Studie byla publikována v časopisu Science.

Tagy: NASA cesta do vesmíru Vesmír lidské tělo pobyt ve vesmíru věda a poznání