Môžeme chrániť mozog pred kozmickým žiarením?
Keď sa pripravujeme na vstup do novej éry vesmírneho cestovania, musíme nájsť spôsoby, ako odvrátiť zdravotné riziká, ktoré predstavuje vesmírne prostredie. Je známe, že najmä žiarenie hlbokého vesmíru zhoršuje kognitívne funkcie. Našli vedci spôsob, ako túto škodu napraviť?
Toto je predvečer vysielania astronautov, aby preskúmali hlboký vesmír, kolonizovali a terraformovali ďalšie planéty a plánovali vesmírnu turistiku.
Vesmírne cestovanie však prichádza s vlastným súborom zdravotných rizík.
Jednou z hlavných hrozieb je kozmické žiarenie, ktoré môže poškodiť centrálny nervový systém, zmeniť kognitívne funkcie a viesť k symptómom podobným príznakom, aké sa vyskytujú pri Alzheimerovej chorobe.
Vďaka svojim kolonizačným misiám na Mars naplánovaným na 30. roky 20. storočia hľadala NASA - rovnako ako súkromné spoločnosti zaoberajúce sa koncepciami vesmírneho cestovania - účinné spôsoby ochrany astronautov pred škodlivými účinkami žiarenia.
Vedci sa doteraz sústredili hlavne na to, ako vylepšiť kozmické lode a ochranné odevy pre cestujúcich do vesmíru, aby zabránili tomuto silnému žiareniu.
Teraz však vyšetrovatelia z Kalifornskej univerzity v San Franciscu pod vedením Susanny Rosi začali vyvíjať liečbu, ktorá by mohla vyrovnať neurodegeneráciu vyvolanú kozmickým žiarením.
Výsledky ich experimentov, ktoré uskutočnili na myších modeloch, sú teraz zverejnené v časopise Vedecké správy.
„Kozmické žiarenie môže dlhodobo pôsobiť na mozog“
Predchádzajúci výskum, ktorý uskutočnili Rosi a tím, zistil, že potom, čo boli myši vystavené úrovni radiácie, ktorá je zhruba rovnaká, ako by sa mohli stretnúť ľudskí astronauti počas misie vo vesmíre, bola narušená ich schopnosť rozlišovať medzi známymi a neznámymi objektmi.
Zvyčajne, keď sa myši stretnú s dvoma objektmi - jedným pre nich novým a neznámym a druhým, ktoré predtým preskúmali - strávia viac času zoznamovaním sa s novým objektom.
Zvieratá, ktoré boli vystavené žiareniu, však mali tendenciu tráviť rovnaký čas skúmaním oboch objektov, čo vedcom naznačovalo, že myši zabudli, že už boli jednému z dvoch vystavené.
Medzi ďalšie príznaky, ktoré myši prejavili, patrili problémy so sociálnymi interakciami a pocit zvýšenej úzkosti. Rosi a tím poznamenávajú, že to bolo pravdepodobné z dôvodu účinku silného žiarenia na mikroglie alebo nervové bunky nachádzajúce sa v mozgu a mieche, ktoré sú súčasťou imunitného mechanizmu centrálneho nervového systému.
Keď sú mikroglie aktivované, môžu spôsobiť príznaky - napríklad zhoršenie pamäti -, ktoré sú zhodné s príznakmi neurodegeneratívnych porúch.
Čiastočne je to spôsobené tým, že sú nútení ničiť synapsie alebo spojenia medzi mozgovými bunkami, ktoré im umožňujú prenášať informácie.
"Začíname mať dôkazy o tom, že vystavenie žiareniu v hlbokom vesmíre môže z dlhodobého hľadiska ovplyvniť funkciu mozgu, ale pokiaľ viem, nikto nepreskúmal žiadne možné protiopatrenia, ktoré by mohli ochrániť mozog astronautov pred touto úrovňou vystavenia žiareniu." “
Susanna Rosi
Nová zlúčenina sľubuje
V novej štúdii Rosi a jeho kolegovia spolupracovali s vedcami z univerzity Loma Linda v Kalifornii na hľadaní terapie, ktorá by mohla pôsobiť proti účinkom žiarenia na mozog.
Začali podobným experimentom na myšiach, pri ktorom boli vystavení dávke žiarenia podobnej tej, ktorá by mohla ovplyvniť cestujúcich v hlbokom vesmíre.
Po týždni dostali myši buď pravidelnú, kontrolovanú stravu po dobu 15 dní, alebo myš, ktorá zahŕňala liečbu experimentálnou zlúčeninou s názvom PLX5622.
Diéta PLX5622 účinkuje tak, že vyčerpáva mikroglie v centrálnom nervovom systéme. V minulých výskumoch sa ukázalo, že liečba PLX5622 chráni kognitívne funkcie u myší vystavených lebečnému žiareniu ako forma liečby rakoviny. Rosi a tím sa rozhodli z týchto výsledkov.
Nedávne experimenty priniesli tiež povzbudivé výsledky. Najskôr si vedci všimli, že hoci spočiatku nemali kognitívne poruchy, do 3 mesiacov od počiatočného ožiarenia myši s kontrolnou stravou vykazovali zhoršené rozpoznávanie nových predmetov.
Myši, ktoré dostali terapiu PLX5622, však nepreukázali žiadne také poškodenie pamäti.
Pri porovnávaní mozgu myší z každej skupiny vedci odhalili, že tie z kontrolnej skupiny obsahovali veľa aktivovaných mikroglií a stratili početné synapsie, zatiaľ čo tie z terapeutickej skupiny PLX5622 vyzerali zdravo.
Prečo je toto? Rosi a tím sa domnievajú, že nútením centrálneho nervového systému eliminovať aktivované mikroglie ich nahradili nové zdravé nervové bunky, ktoré umožnili myšiam udržiavať normálnu kognitívnu funkciu.
"Je to skutočne čistý dôkaz, po prvé, že reštartovanie mikroglie v mozgu môže chrániť kognitívne funkcie po vystavení žiareniu, a po druhé, aby sme boli účinní, nevyhnutne nemusíme liečiť okamžite po ožarovaní lieku," vysvetľuje Rosi.
Vedci však nie sú nadšení iba z potenciálu tejto experimentálnej terapie pre cestujúcich v kozme. Lieky využívajúce podobné mechanizmy ako PLX5622 sa už testujú v klinických štúdiách na liečbu rakoviny.
To znamená, že takéto lieky môžu dobre slúžiť na širšie spektrum problémov vrátane kognitívnych porúch v dôsledku liečby rakoviny.
„NASA má veľký záujem nájsť spôsoby, ako zaistiť bezpečnosť astronautov aj úspešnosť misie počas cestovania v hlbokom vesmíre,“ poznamenáva spoluautorka štúdie Karen Krukowski.
„Ale,“ dodáva, „astronauti sú malou populáciou - je vzrušujúce, že tieto zistenia by mohli pomôcť zabrániť mnohým ďalším formám kognitívnych porúch.“
