Ali lahko zaščitimo možgane pred kozmičnim sevanjem?
Ko se pripravljamo na vstop v novo dobo vesoljskih potovanj, moramo najti načine za preprečevanje zdravstvenih tveganj, ki jih predstavlja kozmično okolje. Znano je, da zlasti obsevanje iz vesolja poslabša kognitivne funkcije. So raziskovalci našli način, kako odpraviti to škodo?
To je predvečer pošiljanja astronavtov na raziskovanje globokega vesolja, kolonizacijo in teraformiranje drugih planetov ter načrtovanje vesoljskega turizma.
Toda vesoljska potovanja prihajajo z lastnimi tveganji za zdravje.
Ena glavnih groženj je kozmično sevanje, ki lahko škoduje centralnemu živčnemu sistemu, spremeni kognitivno funkcijo in povzroči simptome, podobne tistim, ki jih najdemo pri Alzheimerjevi bolezni.
NASA je skupaj s svojimi kolonizacijskimi misijami na Mars, načrtovanimi za dvajseta leta 20. stoletja, pa tudi zasebna podjetja, ki jih zanimajo koncepti vesoljskih potovanj, preučevala učinkovite načine zaščite astronavtov pred škodljivimi žarki.
Doslej so se raziskovalci osredotočali predvsem na to, kako izboljšati vesoljska plovila in zaščitno opremo za popotnike v vesolju, da se ubranijo pred tem močnim sevanjem.
Zdaj pa so preiskovalci s kalifornijske univerze v San Franciscu - pod vodstvom Susanne Rosi - začeli razvijati zdravljenje, ki bi lahko izničilo nevrodegeneracijo, ki jo sprožijo kozmični žarki.
Rezultati njihovih poskusov, ki so jih izvedli na modelih miši, so zdaj objavljeni v reviji Znanstvena poročila.
„Kozmično sevanje lahko dolgoročno vpliva na možgane“
Prejšnje raziskave, ki so jih izvedli Rosi in ekipa, so pokazale, da je bila njihova sposobnost ločevanja med znanimi in neznanimi predmeti oslabljena, potem ko so bile miši izpostavljene stopnji sevanja, ki je približno enaka ravni človeških astronavtov med vesoljsko misijo.
Običajno se miši, ko se soočijo z dvema predmetoma - prvim, ki je zanje nov in neznan, in tistim, ki so ga prej raziskovali, porabijo več časa za spoznavanje novega predmeta.
Vendar pa so bile živali, ki so bile izpostavljene sevanju, enako pogosto namenjene raziskovanju obeh predmetov, kar je raziskovalcem nakazovalo, da so miši pozabile, da so bile že izpostavljene enemu od obeh.
Drugi simptomi, ki so jih predstavile miši, so vključevali težave s socialnimi interakcijami in občutek povišane tesnobe. Rosi in ekipa ugotavljata, da je bilo to verjetno zaradi učinka močnega sevanja na mikroglijo ali živčne celice, ki jih najdemo v možganih in hrbtenjači, ki so del imunskega mehanizma centralnega živčnega sistema.
Ko se mikroglija aktivira, lahko povzroči simptome - kot je slab odpoklic spomina -, ki so skladni s simptomi nevrodegenerativnih motenj.
To je deloma posledica dejstva, da so usmerjeni k uničevanju sinaps ali povezav med možganskimi celicami, ki jim omogočajo prenos informacij.
»Začenjamo imeti dokaze, da bi lahko izpostavljenost globoko vesoljskemu sevanju dolgoročno vplivala na delovanje možganov, toda kolikor vem, nihče ni raziskal morebitnih protiukrepov, ki bi lahko astronavtom zaščitili možgane pred to stopnjo izpostavljenosti sevanju. "
Susanna Rosi
Nova zgradba kaže obljubo
V novi študiji so Rosi in sodelavci sodelovali z raziskovalci z univerze Loma Linda v Kaliforniji, da bi našli terapijo, ki bi lahko preprečila učinke sevanja na možgane.
Začeli so s podobnim poskusom na miših, v katerem so bili izpostavljeni odmerku sevanja, podobnemu tistemu, ki bi lahko vplival na globokega vesoljskega popotnika.
Po enem tednu so miši dobivali redno, nadzorovano prehrano 15 dni ali pa takšno, ki je vključevala zdravljenje z eksperimentalno spojino, imenovano PLX5622.
Dieta PLX5622 deluje tako, da izčrpa mikroglijo v centralnem živčnem sistemu. V preteklih raziskavah je bilo dokazano, da zdravljenje z PLX5622 ščiti kognitivno funkcijo pri miših, ki so bile izpostavljene kranialnemu obsevanju kot oblika zdravljenja raka. Rosi in ekipa sta se ujela pri teh rezultatih.
Nedavni poskusi so prinesli tudi spodbudne rezultate. Najprej so znanstveniki opazili, da čeprav miši sprva niso imeli kognitivnih motenj, so kontrolne diete v treh mesecih od začetnega obsevanja poslabšale prepoznavanje novih predmetov.
Vendar miši, ki so prejemale terapijo PLX5622, niso odkrile takšne škode pri odpoklicu spomina.
Pri primerjavi možganov miši iz vsake skupine so raziskovalci razkrili, da imajo tisti iz kontrolne skupine številne aktivirane mikroglije in da so izgubili številne sinapse, tisti iz skupine za zdravljenje PLX5622 pa so bili videti zdravi.
Zakaj je to? Rosi in ekipa verjameta, da so jih s prisilitvijo centralnega živčnega sistema, da odpravi aktivirano mikroglijo, nadomestile nove, zdrave živčne celice, ki miši omogočajo ohranjanje normalne kognitivne funkcije.
"To je res dober dokaz, prvič, da lahko ponovni zagon mikroglije možganov po izpostavljenosti sevanju zaščiti kognitivne funkcije, in drugič, da ni nujno, da je zdravilo potrebno takoj po izpostavljenosti sevanju, da bo zdravilo učinkovito," pojasnjuje Rosi.
Vendar pa so raziskovalci navdušeni ne samo nad potencialom te eksperimentalne terapije za popotnike v vesolju. Zdravila, ki uporabljajo podobne mehanizme kot PLX5622, že preizkušajo v kliničnih preskušanjih za zdravljenje raka.
To pomeni, da se lahko takšna zdravila dobro znajdejo pri številnih težavah, vključno s kognitivnimi motnjami po zdravljenju raka.
"NASA je zelo zainteresirana za iskanje načinov, kako zagotoviti varnost astronavtov in uspeh misije med potovanjem v vesolje," ugotavlja soavtorica študije Karen Krukowski
"Ampak," dodaja, "so astronavti majhna populacija - vznemirljivo je, da bi te ugotovitve lahko pomagale preprečiti številne druge oblike kognitivnih motenj."
