Ticari uzay uçuşlarının ortaya çıkmasıyla birlikte önümüzdeki yıllarda artan sayıda insan uzaya gidecek olabilir. Hatta bazıları aya uçma veya Mars’ta yaşama şansına bile sahip olacak.
Uzay uçuşuyla ilişkili en büyük sağlık risklerinden biri, normalde virüslere ve kansere karşı savaşan bağışıklık sistemini içeriyor. Uzay uçuşunun bağışıklığı zayıflattığı zaten belirlendi; mevcut ve geçmiş astronotlar solunum yolu hastalıkları ve deri döküntüleri gibi klinik sorunları rapor ediyor. Mars gibi uzun süreli uçuşlarda bu sorunlar daha da ciddileşebilir.
Uzay uçuşu sırasında immünolojinin tüm kapsamını daha iyi anlamak için, Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi (NASA), Avrupa Uzay Ajansı (ESA), Cornell Üniversitesi, Pittsburgh Üniversitesi, Toronto Üniversitesi, Embry-Riddle Havacılık Üniversitesi ve diğerleriyle bağlantılı meslektaşlarıyla birlikte çalışan Buck Doçent Dr. Dan Winer, MD, uzay uçuşu ile uzay uçuşları arasında bağlantı kuran tüm bilim dizisini açıklayan kapsamlı bir kılavuz hazırladı. bağışıklık sistemi.
Konuyla ilgili geniş, hızla genişleyen bilgi tabanı göz önüne alındığında ekip, uzay uçuşunun ve bununla ilişkili stres faktörlerinin bağışıklık sistemi üzerindeki etkilerinin araştırılmasına adanmış bir immünoloji alt disiplinini tanımlamak için “astroimmünoloji” adını kullandı. Çalışma şu adreste yayınlandı: Doğa İncelemeleri İmmünoloji.
Winer, “İnsanlığın geleceği, bazı insanlar için uzayda veya uzak dünyalarda yaşamayı içerecek. Astroimmünolojinin bu yeni ortaya çıkan alt uzmanlığını oluşturmanın daha büyük hedefi, Dünya dışındaki yaşamı araştıranların sağlığını korumak için karşı önlemler geliştirmektir” diyor.
“Bu makalenin özelliği, uzayla ilgili tüm bu stres faktörlerinin bağışıklık fizyolojisini nasıl değiştirecek şekilde bir araya geldiğine dair entegre mekanik bilgiler sağlamamız ve bunu yaparak, bütün bir alanın kapsamını çoğunlukla tek bir makalede tanımlamış olmamızdır. Bonus olarak, bu mekanizmaların birçoğunun yaşlanma araştırmalarıyla da ilgisi olabilir.”
Uzay uçuşunun stres etkenleri
Kılavuz, mikro yerçekimi, kozmik radyasyon, uyku-uyanıklık düzenindeki değişiklikler ve fizyolojik stres (görevle ilişkili değişkenlerden) dahil olmak üzere uzay uçuşu stres etkenlerinin, uzay uçuşunu taklit etmek için Dünya’da nasıl incelendiğini ve bu çalışmalardan öğrendiklerimizi, bu stres etkenlerinin bağışıklık fonksiyonunu olumsuz yönde etkilediği biyolojik mekanizmalara özel dikkat göstererek tanımlayarak başlıyor.
Daha sonra yazarlar, uzay uçuşundaki bağışıklık karışmasının uzay yolcularının mikrobiyomunu nasıl değiştirdiğini ve gizli virüslerin yeniden aktivasyonunu nasıl kolaylaştırdığını tartışıyorlar. Yazarlar daha sonra tartışmalarını, Uluslararası Uzay İstasyonundaki son görevlerden, NASA Twins’in çalışmasından ve SpaceX Inspiration 4 görevinden elde edilen bulgulardan yararlanarak, gerçek uzay uçuşu sırasında ve sonrasında bağışıklık sisteminin nasıl değiştiğini özetlemeye odaklıyorlar.
Tartışmaları, bu çalışmalardan elde edilen çağdaş multiomik analizlerden elde edilen verileri birleştirerek, uzay uçuşunun bağışıklığı olumsuz yönde etkilediği güncel mekanizmalar hakkında kapsamlı ve modern bilgiler sağlıyor.
Şu anda laboratuvarında uzayla ilgili çok sayıda proje yürüten Winer, “Uzay uçuşuyla ilgili klasik insan immünolojisi verilerinin çoğu, temel fenotipleme çalışmalarından geldi; uzay uçuşunun bağışıklık sistemini bozduğunu görebiliyordunuz, ancak bağışıklık sisteminin neden uzayda iyi çalışmadığına dair çok az şey biliniyordu” diyor.
“Araştırmacılar artık multiomik bilimini çalışmaya dahil ettiğine göre, biz ve diğerleri, uzayla ilgili bağışıklık fonksiyon bozukluklarının mekanizmalarını ve işaretlerini tanımlayabiliyoruz.”
Makale daha sonra uzayda bağışıklık fonksiyon bozukluğunun klinik risklerini tanımlıyor ve bağışıklık izleme, bağışıklık karşı önlem protokolünün geliştirilmesi, aşılar ve uzay nutrasötiklerini tahmin etmek için makine öğreniminin kullanılması da dahil olmak üzere karşı önlemlere yönelik yolları tanımlıyor.
Çalışma, geçen yıl Winer laboratuvarı tarafından yayınlanan araştırmayla destekleniyor. Doğa İletişimi uzay uçuşu doğrulaması ile simüle edilmiş mikro yerçekiminde insan bağışıklık sisteminin ilk tek hücreli atlasının sağlanması ve uzay yolculuğu sırasında bağışıklığı normalleştirmek için kullanılabilecek quercetin gibi uzay nutrasötik karşı önlemlerinin tanımlanması.
Son olarak yazarlar, Cornell Aerospace Medicine Biobank (CAMBank) da dahil olmak üzere uzayda bağışıklık sistemini incelemek için biyobankacılık yaklaşımlarını çevreleyen konuları tartışan yeni uzay istasyonlarını, ayı ve Mars’ı sabırsızlıkla bekliyorlar. Yazarlar ayrıca değişken yerçekimi, artan radyasyon ve ay veya Mars tozunun zamanla bağışıklık hücresi fonksiyonunu nasıl etkileyebileceği gibi Mars’ta yaşamanın doğasında olan zorlukları da vurguluyor.
Weill Cornell Medicine’de WorldQuant Genomik ve Hesaplamalı Biyotıp Profesörü Christopher Mason, “Artık bağışıklık sisteminin her bir hücresinin uzaya ve çeşitli gezegen ortamlarına nasıl uyum sağladığını tam olarak izleyebiliyoruz, bu da yeni görevler için hazırlıklara rehberlik edebilir ve astronotların güvende kalmasına yardımcı olabilir.”
Yakında sahadan daha fazla astronot verisi geleceğini belirten Winer, “Astroimmünoloji araştırması hala çok erken bir aşamada” diyor. “Bu makalenin, uzay uçuşundan en çok etkilenen vücut sistemlerinden birinde gelecekteki araştırmalar için bir rehber olarak sahneyi hazırladığını düşünüyoruz. Uzay araştırmalarına dahil olmak için kesinlikle heyecan verici bir zaman.”
Yaşlanma araştırmaları için çıkarımlar
Makale ayrıca uzay uçuşunun ve yaşlanmanın bağışıklık sistemi üzerindeki etkisi arasındaki paralelliklerin altını çiziyor ve her iki çalışma alanı için sinerjik faydalar öne sürüyor. Huixun Du, yakın zamanda doktora yapmış. Winer laboratuvarından mezun, çalışmanın baş yazarıdır.
“Uzay uçuşu hızlandırılmış yaşlanma için mükemmel bir model” diyor ve araştırmacıların artık mitokondrinin uzayda nasıl başarısız olduğunun ayrıntılarını görebildiğini ekliyor. “Mitokondri uzayda o kadar verimli çalışmıyor ve serbest radikaller üretmeye başlıyor. Aynı süreçler yaşlanmayla da meydana geliyor.”
Du, hücrelere şekil ve tutarlılık veren hücre iskeletinin mikro yerçekiminde düzensiz hale geldiğini gösteren çalışma konusunda özellikle heyecanlı.
“Ya aynı düzensizlik yaşlandıkça da meydana gelirse?” diye soruyor. “Bu fenomeni uzayda incelemek, yaşlandıkça hücrelerimizi sağlıklı tutmayı amaçlayan çabaları hızlandırabilir.”
