Možemo li zaštititi mozak od kozmičkog zračenja?
Dok se pripremamo za ulazak u novu eru svemirskih putovanja, moramo pronaći načine za izbjegavanje zdravstvenih rizika koje predstavlja kozmičko okruženje. Poznato je da zračenje iz svemira, posebno, narušava kognitivne funkcije. Jesu li istraživači pronašli način da poprave tu štetu?
Ovo je predvečer slanja astronauta u istraživanje dubokog svemira, koloniziranje i teraformiranje drugih planeta i planiranje svemirskog turizma.
No, svemirska putovanja dolaze sa svojim skupom zdravstvenih rizika.
Jedna od glavnih prijetnji dolazi od kozmičkog zračenja, koje može naštetiti središnjem živčanom sustavu, mijenjajući kognitivne funkcije i dovodeći do simptoma sličnih onima koji se mogu naći u Alzheimerovoj bolesti.
Sa svojim kolonizacijskim misijama na Mars planiranim za 2030-ih, NASA - kao i privatne tvrtke zainteresirane za koncepte svemirskog putovanja - istražuju učinkovite načine zaštite astronauta od štete zračenja.
Do sada su se istraživači uglavnom usredotočili na to kako poboljšati svemirske letjelice i zaštitnu odjeću za putnike u svemir kako bi se odbili od ovog jakog zračenja.
Sada su, međutim, istražitelji sa Kalifornijskog sveučilišta u San Franciscu - na čelu sa Susannom Rosi - započeli razvoj tretmana koji bi mogao nadoknaditi neurodegeneraciju izazvanu kozmičkim zrakama.
Rezultati njihovih eksperimenata koje su proveli na modelima miša sada su objavljeni u časopisu Znanstvena izvješća.
'Kozmičko zračenje može dugoročno utjecati na mozak'
Prethodno istraživanje koje su proveli Rosi i tim pokazalo je da je, nakon što su miševi bili izloženi razini zračenja koja je približno jednaka onoj što bi ljudski astronauti mogli susresti tijekom misije u svemir, njihova sposobnost razlikovanja poznatih i nepoznatih objekata oslabljena.
Obično, kada se miševi suoče s dva predmeta - jednim koji im je nov i nepoznat i koji su prethodno istraživali, provest će više vremena upoznajući se s novim objektom.
Međutim, životinje koje su bile izložene zračenju provodile su jednaku količinu vremena istražujući oba predmeta, što je sugeriralo istraživačima da su miševi zaboravili da su već bili izloženi jednom od ta dva.
Ostali simptomi koje su miševi predstavili uključuju probleme sa socijalnim interakcijama i osjećaj povišene tjeskobe. Rosi i tim primjećuju da je to vjerojatno bilo zbog učinka snažnog zračenja na mikrogliju, odnosno živčane stanice pronađene u mozgu i kralježničnoj tetivi koje su dio imunološkog mehanizma središnjeg živčanog sustava.
Kad se mikroglija aktivira, mogu uzrokovati simptome - poput oštećenja pamćenja - koji su u skladu s onima neurodegenerativnih poremećaja.
Dijelom je to zbog činjenice da su natjerani da uništavaju sinapse ili veze stvorene između moždanih stanica koje im omogućuju prenošenje informacija.
"Počinjemo imati dokaze da bi izlaganje zračenju iz svemira moglo dugoročno utjecati na rad mozga, ali koliko znam, nitko nije istražio moguće kontramjere koje bi mogle zaštititi mozak astronauta od ove razine izloženosti zračenju. "
Susanna Rosi
Novi spoj pokazuje obećanja
U novoj studiji Rosi i kolege surađivali su s istraživačima sa sveučilišta Loma Linda u Kaliforniji kako bi pronašli terapiju koja bi mogla suzbiti učinke zračenja na mozak.
Počeli su sa sličnim eksperimentom na miševima, u kojem su bili izloženi dozi zračenja sličnoj onoj koja bi mogla utjecati na putnike dubokog svemira.
Nakon tjedan dana, miševi su dobivali redovitu, kontroliranu prehranu tijekom 15 dana ili onu koja je uključivala liječenje eksperimentalnim spojem nazvanim PLX5622.
Dijeta PLX5622 djeluje iscrpljujući mikrogliju u središnjem živčanom sustavu. U prošlim istraživanjima pokazalo se da liječenje PLX5622 štiti kognitivne funkcije kod miševa izloženih kranijalnom zračenju kao oblik terapije raka. Rosi i tim uzeli su trag iz ovih rezultata.
Nedavni eksperimenti također su dali ohrabrujuće rezultate. Prvo, znanstvenici su primijetili da, iako isprva nisu imali kognitivna oštećenja, u roku od 3 mjeseca od početnog zračenja, kontrolni dijetni miševi pokazali su oštećeno prepoznavanje novih predmeta.
Međutim, miševi koji su primili terapiju PLX5622 nisu pokazali takvo oštećenje pamćenja.
U usporedbi mozga miševa iz svake skupine, istraživači su otkrili da su oni iz kontrolne skupine imali mnoštvo aktiviranih mikroglija i da su izgubili brojne sinapse, dok su oni iz terapijske skupine PLX5622 izgledali zdravo.
Zašto je ovo? Rosi i tim vjeruju da su prisiljavanjem središnjeg živčanog sustava da eliminira aktiviranu mikrogliju došle nove, zdrave živčane stanice koje su omogućile miševima da održavaju normalnu kognitivnu funkciju.
"Ovo je stvarno lijep dokaz, prvo da ponovno pokretanje mikroglije mozga može zaštititi kognitivne funkcije nakon izlaganja zračenju, i drugo da ne moramo nužno liječiti odmah nakon izlaganja zračenju kako bi lijek bio učinkovit", objašnjava Rosi.
Međutim, istraživači su uzbuđeni ne samo zbog potencijala ove eksperimentalne terapije za svemirske putnike. Lijekovi koji koriste slične mehanizme kao PLX5622 već se ispituju u kliničkim ispitivanjima za liječenje raka.
To znači da bi se takvi lijekovi mogli dobro podložiti širem nizu problema, uključujući kognitivna oštećenja nakon liječenja karcinoma.
"NASA je vrlo zainteresirana za pronalaženje načina kako osigurati i sigurnost astronauta i uspjeh misije tijekom putovanja u svemir", napominje koautorica studije Karen Krukowski
"Ali", dodaje ona, "astronauti su mala populacija - uzbudljivo je što bi ovi nalazi mogli potencijalno pomoći u sprječavanju mnogih drugih oblika kognitivnih oštećenja."
