Kiirgusuuring uurib leukeemia riski reisil Marsil

Galaktika kosmiline kiirgus - just mõned Marsi missiooni väljakutsed

Kas Marsi astronaudid arendavad Leukeemiat oma reisist Red Planetesse? See võib tunduda kummaline küsimus, kuid NASA rahastatud uuringutes vaadeldakse kõiki asju ettevalmistamisel, mis võib olla veel üks hiiglaslik hüpe kogu inimkonnale - mehitatud reis Marsile. Reisi meeskonnaga võib alata kohe kui 2030. aastat. Selle tähtsa projekti on erinevad etapid ning planeerimine ja uurimistöö on juba alanud.

NASA Marsruudi Marsruudi ülevaate saidil saate vaadata kõiki plaane, sealhulgas kolme erinevat uurimisetappi.

Marsruudi mehitatud missioon toob kaasa palju ohtusid, mõned on tuntud ja mõnel juhul ehk teadmata. Üks tulevaste reisijate mure on süttimaine kosmose kiirgus mõju inimeste tervisele. Uues NASA rahastatud uuringus on teadlased leidnud, et sügav kosmosekiirgus võib suurendada ajukokku leukeemia ohtu, mis on tingitud muutustest luuüdi oluliste tüvirakkudes, mis põhjustavad kõiki uusi vereliblesid.

Röntgenikiirgus ja CT skaneerimine

Kiirguse kokkupuude võib kahjustada . Seal on ioniseeriv kiirgus ja mitteioniseeriv kiirgus.

Kuigi mitte-ioniseeriv kiirgus, nagu need päikese UV-kiirgused, võivad olla kahjulikud, võite tavaliselt seda tüüpi kiirgust üsna kergesti ära hoida. Ioniseeriv kiirgus on raskem vältida. Ioniseeriv kiirgus võib liikuda läbi ainete ja muuta ümbritseva materjali aatomite laengut.

Kosmosesse sattunud ioniseeriva kiirgusega seotud osakesed pärinevad lõksuspetsiifilistest kiirgusvööndi osakestest (Van Allen Vööd), kosmilistest kiirtest ja päikesepõletuse osakestest.

Vähi raviks kasutatava kiirguse puhul kaalutakse terapeutilise ioniseeriva kiirguse kasvu (vähirakkude hävitamine) sellistest kokkupuutest tulenevate ohtude suhtes, nagu lühi- ja pikaajalised komplikatsioonid, sealhulgas uute pahaloomuliste kasvajate tekkimine aastaid hiljem.

Samuti ei võeta röntgenkiirguse ja CT-skaneeringutega kokkupuudet kergelt arvesse, kuna kumulatiivne ja tarbetu meditsiinilise ja diagnostilise kiirgusega kokkupuude võib samuti suurendada inimese eluiga seotud pahaloomulisuse riski .

Kiirgus Galaktilistest kosmilistest kiirgustest

Kiirgus on põhimõtteliselt reisiv energia ja galaktikate kosmilised kiired (GCR) on üks kiirguse vorm, mis on kosmosega seotud huvides väga huvipakkuv. GCRid tulevad enamasti väljaspool meie päikesesüsteemi, aga üldiselt meie Linnutee galaktikast. GCR on sisuliselt rasked ja suure energiaga elemendid, mille kõik oma elektronid on ära võetud, kui nad galaktikat läbivad peaaegu valguse kiirusega.

Süvapiirkonna kiirgus erineb sellest, mida me kogevad Maa pinnal või isegi Madalal Maa orbiidil, sest seal on palju suure energiaga galaktiliste kosmiliste kiirte liiklust, lisaks päikeseenergia sündmuste kiirgusele ja kiirgusrihmad, mis on kodust lähemal. Maal on kiirgusrihmad Van Alleni rihmad, mis ulatuvad pinnast umbes 1000 kuni 60 000 kilomeetrit.

Maa magnetvälja lükkab kiirguse ja kaitseb Maa atmosfääri hävitamisest, kuid Marsi ülesanne nõuab sügavat kosmosereisimist.

Veelgi enam, Mars kaotas selle magnetvälja miljardeid aastaid tagasi, nii et inimestele, kes lõpuks jäid Punasele Planetale jalgsi, pole sellist kaitset oodata. NASA teab neid ohtusid hästi ja töötab võimalike lahendustega. NASA teadlased on isegi suurendanud võimalust luua Marsi kunstlik magnetväli tulevaste missioonide kaitsmiseks.

Mida saab Galaktika kosmiline kiirgus inimestele?

Kosmoses kiirguse mõju inimestele uuritakse mitmel erineval viisil ning teadlased ei muretse ainult leukeemia ja pahaloomulise tuumaga. NASA korraldab ka kosmoselaja astronaudide uurimusi, kuidas selline kokkupuude võib mõjutada kognitsiooni ja käitumist ning kuidas geenid reageerivad kiirgusele ja täpsemalt, millised geenid on sisse lülitatud ja millised geenid sellistest kokkupuudetest välja lülitatakse.

Wake Foresti baptisti meditsiinikeskuse uurimismeeskonna poolt kogutud andmete alusel võib elu Marsil põhjustada leukeemia suurenenud riski. Rühm uuris süvamere kiirguse potentsiaalseid mõjusid konkreetselt inimese hematopoeetiliste tüvirakkude (HSC) suhtes. HSC-id on tegelikult samad tüvirakud, mida võisite kuulnud, mida mõnel juhul kasutatakse vähktõve raviks.

Kui patsiendil on vähirakkude surmamiseks kavandatud kemoteraapia suured annused, võib ka kemoelektroonika maksta tüvirakkudele. Seetõttu võib läbi viia luuüdi siirdamise või hematopoeetiliste tüvirakkude siirdamise , et suurendada patsiendi võimet saada värske algus tervislike, uute veretulevaid rakke. Need on teie luuüdi samad vere moodustavad rakud, mis toodavad kõik teie uued vererakud vanade ravimitena. Vere küpsed rakud hõlmavad punaseid rakke, mis suunavad hapnikku teie kopsudest ülejäänud kehasse, aga ka valke, mis aitavad võidelda infektsiooni ja pahaloomuliste kasvajate vastu.

Wake Foresti meeskond võttis neid veretulevaid HSC-sid tervetelt doonoritelt vanuses 30- 55 aastat ning neid katses simuleeritud kiirgust ja GCR-sid, nagu Marsi missiooni käigus plahvatusohtlikud astronaudid. Nad analüüsisid rakke laboris hiljem ja leidsid, et kiirgus mõjutas rakke tüvirakkude tasemel, põhjustades mutatsioone geenides, mis mõjutavad nende võimet areneda küpseteks vererakkudeks. Kiiritusaktiivsus vähendas tüvirakkude võimet toota peaaegu kõiki vererakkude tüüpe ja nende võimet uute rakkude valmistamisel vähenes tihti 60-80 protsenti, teatas projekti vanemteadur Christopher Porada.

Mis selliste vererakkude vähenemine võib astronautidele põhjustada, on see, et paljud verevähi patsiendid juba teavad - punavereliblede langus võib põhjustada aneemiat , mille sümptomiteks on väsimus, nõrkus, õhupuudus ja kehaline taluvus. Valgevereliblede vähenemine võib vähendada organismi immuunsüsteemi kaitset, suurendades vastuvõtlikkust nakkustele. Trombotsüütide arvu vähenemine võib muuta inimese kõhulahtisuse ja verejooksu probleemid, ebanormaalsete verevalumite või verejooksudega.

Hiirte kasutamine veidi rohkem teada saamiseks

Sageli meditsiinilistel uuringutel ei saa laboratooriumis olevaid tõendeid leidvaid tulemusi reprodutseerida või tõestada, kui see on oluline, tõelises elus hingustav inimene või hiirega alustada. Et proovida saada ülevaate sellest, kuidas kiiritusravi võib tunduda elusolendis, käis Wake Foresti meeskond siirdatud GCR-kiiritatud HSCs hiirtega.

Hiirtel tekkis T-rakuline akuutne lümfoblastiline leukeemia . Meeskond kirjeldas seda kui esimest näidet selle kohta, et sügav kosmosekiirgus võib inimestel suurendada leukeemia riski.

T-rakulised ägedad lümfoblastsed leukeemiad (T-ALL-id) on agressiivsed verevähkid, mis tulenevad T-rakkudest põhjustatud pahaloomulistest muutustest või T-lümfotsüütidest tuntud valgete vereliblede tekkega. T-ALL moodustab 10-15 protsenti lapsepõlvest ALL ja 25 protsenti täiskasvanu KÕIK. T-ALL-i patsientidel esineb tihti luuüdi, mis on saanud ebaküpsetest T-rakulistest lümfoblastidest, samuti valgete vereliblede arvu suuruse, rinnanäärme tuumorites ja sagedasel kesknärvisüsteemi kaasamisel diagnoosimise ajal. Laste üle 75% on ravitud ja ligikaudu 50% täiskasvanutest on selle haigusega täheldatud.

Alumine rida hiire uuringust

Uurijate leidud võimaldasid neil järeldada, et leukeemia esilekutsumisel võis töötamisel olla kaks erinevat kiirguse mõju. Esiteks leidsid nad, et HSC-de geneetiline kahjustus võib otseselt põhjustada leukeemia arengut. Teiseks, kiirgus vähendas ka HSC-de võimet luua uusi T-ja B-rakke, mis mõlemad on valgeverelised rakud, mis võivad osaleda võitluses võõra sissetungijate, nagu bakterid, kuid ka kasvajarakkude vastu. Seega ei ole teil mitte ainult geneetilised muutused tüvirakkudes, mis võivad põhjustada leukeemiat, vaid ka teie immuunsüsteemi häire, mis on seotud selle võimega kõrvaldada pahaloomulised rakud, mis tulenevad kiirgusest põhjustatud mutatsioonidest.

> Allikad

> Dachev T, Horneck G, Häder DP jt Kosmilise kiirguse kokkupuute ajaline profiil EXPOSE-E missiooni ajal: R3DE instrumend. Astrobioloogia . 2012; 12 (5): 403-411.

> Van Vlierberghe P, Ferrando A. T-raku ägeda lümfoblastilise leukeemia molekulaarne alus. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.