Kiderült: rémisztő átalakuláson ment át az űrhajósok teste

Illusztráció

A Nemzetközi Űrállomás űrhajósainak fehérvérsejtjeit vizsgálva kimutatták, hogy a génexpressziójuk az űrutazás során megváltozik. A jelek szerint az immunrendszerünk nem jól működik az űrben; a normális ellenállóképességünk kialakításához szükséges a gravitáció. Ez lehet az oka annak, hogy az asztronauták az űrben fogékonyabbak a fertőzésekre.

Egyre több adat utal arra, hogy az űrhajósok az űrben való tartózkodásuk során fogékonnyá válnak a fertőzésekkel szemben. Például a Nemzetközi Űrállomás (International Space Station, ISS) személyzete gyakran szenved bőrkiütéses, felső légúti és nem-légúti fertőzésektől egyaránt. Az is ismeretes, hogy az űrhajósok az átlagosnál nagyobb számban bocsátanak ki fertőzőképes víruspartikulumokat, például a Pfeiffer-féle mirigylázat okozó Epstein-Barr vírus, a bárányhimlőért felelős varicella-zoster vírus, a közönséges ajakherpeszt okozó 1-es számú herpes simplex vírus, illetve a tüdőgyulladást okozó cytomegalovirus részecskéit. Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy az űrutazás legyengíti az emberi immunrendszert. De vajon mi állhat a háttérben?

Egyre több adat utal arra, hogy az űrhajósok az űrben való tartózkodásuk során fogékonnyá válnak a fertőzésekkel szemben Forrás: AFP/Handout

Génekben a hiba

Kutatásunk arra mutat rá, hogy az immunfolyamatokhoz kapcsolódó számos gén kifejeződése az űrben rohamos esésnek indul, míg ennek épp az ellenkezője történik azután, hogy az űrhajósok hathónapos ISS-küldetésükről visszatérnek a Földre"

– ismertette Odette Laneuville, az Ottawai Egyetem biológia tanszékének tanára és a Frontiers in Immunology szakfolyóiratban megjelent közlemény vezető szerzője.

A Kanadai Űrügynökség által támogatott tanulmány során a kutatók 14 olyan űrhajós – 3 női és 11 férfi űrutazó – fehérvérsejtjeinek génexpresszióját vizsgálták, akik 2015 és 2019 között teljesítettek 4.5-6.5 hónap időtartamú szolgálatot az ISS fedélzetén. Minden űrhajóstól összesen tíz alkalommal vettek vérmintát: egyszer az űrutazás előtt, négyszer az ISS fedélzetén, és ötször a visszatérést követően. Minden esetben 4 milliliter vénás vérből izolálták a fehérvérsejteket.

Összesen 15410 gén kifejeződése változott a fehérvérsejtekben az űrutazás hatására.

A tudósok ezek között két olyan géncsoportot – egy 247-tagút és a 29-tagút – azonosítottak, amelyek expressziója összehangolt módon változott a megfigyelési időszak alatt.

Az első géncsoport kifejeződése az űrutazás megkezdése után leszabályozódott, majd a Földre való hazatérés után visszaemelkedett az eredeti szintre, míg a második géncsoport génjei ezzel ellentétes mintázatot követtek. Mindkét csoportba főleg fehérjekódoló gének tartoztak, ám míg az első csoport génjeinek funkciója jobbára az immunitáshoz volt köthető, a második csoport génjei inkább sejtbeli struktúrákat kódoltak.

Összesen 15410 gén kifejeződése változott a fehérvérsejtekben az űrutazás hatására Forrás: Science Photo Library via AFP/CRISTINA PEDRAZZINI/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Cristina Pedrazzini/Science Phot

Mit jelent a génkifejeződés megváltozása a gyakorlatban?

Az eredmények arra utalnak, hogy

az űrutazás során bekövetkező génexpressziós változások az immunrendszer gyors gyengülését eredményezik.

„A gyengébb immunvédekezés következtében nő a fertőző megbetegedések kockázata, ezek pedig akadályozzák az űrutasokat nagy igénybevételt jelentő küldetéseik ellátásában. Ha egy fertőzés vagy immunrendszeri zavar nyomán veszélyes egészségügyi állapot alakulna ki valamelyiküknél, az űrben nem egykönnyen jutnának orvosi ellátáshoz és gyógyszerhez, és kimenekíteni se lehetne őket" – vázolta fel Guy Trudel, aki rehabilitációs szakorvosként és kutatóként az Ottawai Kórházban, a Sejt- és Molekuláris Medicína Tanszék professzoraként pedig az Ottawai Egyetemen tevékenykedik.

Ez eddig elég ijesztően hangzik, azonban az eredményeknek van egy biztató aspektusa is: az adatok szerint a két géncsoport bármelyikét nézzük is, a gének többségének kifejeződése a Földre való visszatérést követő egy éven belül – de jellemzően annál sokkal hamarabb, inkább átlagosan pár hét alatt – visszatér az űrutazás előtti szintre.

Az űrhajósok tehát a földetérés utáni egy hónapban vannak leginkább kitéve a fertőzések fokozott veszélyének.

Azt, hogy az immunrendszer mikor nyeri vissza teljes ütőképességét, a kutatók még nem tudják, de valószínűsítik, hogy a visszaépülés időtartama függ az életkortól, a nemtől, a genetikai jellemzőktől, valamint attól, hogy ki milyen kórokozókkal találkozott gyerekkorában.

Az ISS, vagyis a Nemzetközi Űrállomás fotója Forrás: AFP/-

Mitől "zavarodhatnak meg" a gének?

A tudósok szintén csak feltételezésekkel élnek azt illetően, mi okozhatja a fehérvérsejtek génexpressziós változásait a mikrogravitáció viszonyai között. Elméletük szerint az ok az ún. „folyadékeltolódás", a vérplazma átcsoportosulása a test alsó feléből a felső felébe, ami a nyirokkeringést is érinti. Ennek folyományaképp az űrbéli tartózkodás első néhány napjában a plazmatérfogat 10-15 százalékkal csökken. A folyadékeltolódás nagyléptékű élettani alkalmazkodási folyamatokat indít be, amelyeknek a jelek szerint része a megfigyelt génexpresszióváltozás is.

„A következő kérdés az, hogy az új ismeretek fényében milyen ellenlépéseket tehetünk, amelyek megakadályozzák az immunrendszer legyengülését az űrben, különösen a hosszútávú űrmissziók alatt – fejtette ki Laneuville. – Az űrben hosszú küldetésüket töltő asztronauták egészségén sokat lendítene, ha idejében ki tudnánk rajtuk mutatni az immunrendszer alulműködését és a klinikai szintet el nem érő gyulladást. A korai diagnózis módot adna a közbeavatkozásra még a súlyosabb tünetek kialakulása előtt."