211service.com
Den første studien av en tvilling i verdensrommet ser ut som gode nyheter for en tur til Mars
NASA | Bilde redigert av MIT Technology Review
For tre år siden kom den amerikanske astronauten Scott Kelly tilbake til jorden. Hans retur fra den internasjonale romstasjonen 1. mars 2016 gjorde slutt på hans USA-rekordsettende løp 340 dager i verdensrommet under et medisinsk mikroskop. Tvillingbroren hans, Mark Kelly (som hadde vært astronaut), var under lignende gransking her på jorden. Paret tilbød en unik mulighet til å utforske hvordan menneskekroppen reagerer på lange perioder i verdensrommet – og ga oss et glimt av hva som kan skje på turer til for eksempel Mars.
Nå, mer enn tre år senere, får vi endelig et klart bilde av hva mikrogravitasjon, stråling og rommiljøet gjorde med Scotts kropp. De første resultatene, publisert i Science i dag av dusinvis av forskere fra hele verden, viser løftet for menneskehetens rombaserte fremtid. Det er hovedsakelig veldig gode nyheter for romfart og de som er interessert i å bli med i rekken av astronauter, sier Cornell-professor Chris Mason, hovedetterforsker for NASAs tvillingstudie. Mens kroppen har et ekstraordinært antall endringer, viser den også ekstraordinær plastisitet når den går tilbake til en normal jordisk tilstand.
Studien så på en rekke biologiske markører, fra immunsystemet (det fungerte på samme måte som det gjør på jorden) til formen på øyeeplene (Scotts retinalnerve ble tykkere). Men to av de fremtredende resultatene kom fra en nærmere titt på DNA og genuttrykk.
NASA
Susan Bailey og hennes kolleger fra Colorado State University fokuserte på å observere lengden på Scott Kellys telomerer og det tilhørende enzymet, telomerase. Telomerer er lokalisert på endene av DNA, og lengden deres betyr generelt alder og helse. Ting som aldring, stress og stråling kan få dem til å krympe.
Siden romfart utsetter mennesker for både stress og stråling, forventet forskerne å se telomerene hans forkortes. Det var stikk motsatt, sier Bailey. Så snart de tidligste prøvene våre [ble tatt] under flukt, som var innen omtrent to uker etter at han var der oppe, så vi betydelig lengre telomerer i Scott enn han hadde før han dro.
Og trenden vedvarte hele Kellys tid på romstasjonen. Totalt sett ble telomerene hans forlenget med omtrent 14,5 %.
Så hva betyr det? Tro ikke vi plutselig har funnet ungdomskilden i verdensrommet. Innen en uke etter at han kom tilbake ble telomerene hans betydelig forkortet. De er veldig, veldig romfartspesifikke og veldig raske typer endringer, som virkelig fikk oss til å klø oss i hodet for hva i all verden som kan forårsake noe slikt, sier Bailey. Scott Kellys gjennomsnittlige telomerlengde gikk tilbake til det normale innen seks måneder, men et unormalt høyt antall korte telomerer som ble dannet da han kom tilbake til jorden, forble i kroppen hans.
En viktig del av manglende data skaper noe av mysteriet rundt hvorfor dette skjedde. Dataene om telomerase, enzymet relatert til lengden på telomerer, kom ikke tilbake til laboratoriet. Mens prøvene fra Kellys kropp i verdensrommet kom til forskerne på under 48 timer, ble ikke miljøet på turen til laboratoriet kontrollert godt nok til å forhindre at telomeraseaktiviteten gikk tapt. Å reise tilbake til jorden i en Soyuz-kapsel er ikke det samme som perfekte laboratorieforhold.
Den andre store endringen ble funnet i Scott Kellys genuttrykk, eller måten DNA styrer celler til å lage komponenter som proteiner.
Forskerne så mange gener slå seg av og på igjen under flyturen, spesielt de som er relatert til sirkulasjon og immunsystemet. Disse endringene antyder hvordan kroppen prøver å tilpasse seg rommet.
Mason forteller at de i første halvdel av oppdraget så nesten 1500 gener endre uttrykket. I siste halvdel av oppdraget endret seks ganger så mange seg. Dette antyder at menneskekroppen gjennomgår endringer gjennom tiden i rommet, og ikke bare når den ankommer.
I likhet med telomerresultatene reverserte de fleste genuttrykksendringene seg selv etter at Scott Kelly kom hjem. Imidlertid ser det ut til at flere hundre gener har husket tiden deres i verdensrommet og holdt på skiftet.
Om det er mye - og hva de direkte effektene på helsen er - vet vi bare ikke ennå. For de fleste av tallene i papiret er det ingen sammenligning. Det er analogt med den aller første gangen vi målte noens blodtrykk, sier Mason. Vi visste ikke hva de faktiske referansetallene var før vi begynte å måle flere personer.
Selv om han har enorme mengder mer data om helsen sin enn de fleste noen gang kan drømme om, sa Scott Kelly til MIT Technology Review at han ikke planlegger å ta noen ekstra tiltak på grunnlag av denne informasjonen. Han følte seg uvel rett etter at han landet, som de fleste astronauter gjør, men han merker ikke stor forskjell i helsen nå. Jeg føler meg annerledes enn da jeg lanserte litt, men det er nok fordi, du vet, jeg er fire år eldre, sier han.
De neste trinnene for Baileys team prøver å lage bedre testmetoder for å observere telomeraseaktivitet, enten på den internasjonale romstasjonen eller tilbake på jorden. Mason ser også på teknologi rettet mot å fjerne tidspresset på prøvetransporttrinnet. Teamet hans utførte til og med første DNA-sekvensering på ISS og ser ut til å fremme dette videre. De fleste andre team håper på en bredere prøvestørrelse og, muligens, lengre tester. Én astronaut er ikke nok til å trekke definitive konklusjoner, så forskere som Mason vil studere flere astronauter i løpet av to måneder, seks måneder og år lange tester. Disse oppdragene vil imidlertid ikke ha fordelen av en bakkebasert tvilling til sammenligning.
[Astronauter] har valget mellom å være et menneskelig forskningsobjekt, sier Kelly. Du kan velge eller ikke velge å gjøre eller ikke gjøre vitenskapen. Men så få mennesker reiser til verdensrommet, og tanken er at vi er der for vitenskapen. Jeg tror det er litt av din forpliktelse å registrere deg for alt dette.