Posada Inspirationa 4 imala je zgusnut raspored tijekom svoje trodnevne misije u svemiru u rujnu 2021. Umjesto da samo lebde u bestežinskom stanju i uživaju u veličanstvenom pogledu iz modificirane svemirske kapsule Crew Dragon Resilience, posvetili su svoja tijela znanosti.

Hayley Arceneaux, glavna medicinska službenica misije i školovana pomoćnica liječnika, bila je zauzeta tijekom njihova boravka u orbiti uzimajući uzorke krvi te brisove kože sebe i kolega. Nakon povratka na Zemlju uslijedio je niz testova.

Rezultati ovih eksperimenata objavljeni su u tri znanstvena rada u časopisima Nature i Nature Communications u utorak 11. lipnja. Testovi su pokazali da svemirsko okruženje ima brze i duboke učinke na ljudsko tijelo, što se može vidjeti po markerima u krvi nakon samo nekoliko sati provedenih u orbiti.

NASA, JAXA i Europska svemirska agencija već su provodile slične eksperimente s astronautima tijekom njihova dugotrajnog boravka na Međunarodnoj svemirskoj stanici, ali misija Inspiration4 pružila je znanstvenicima priliku da proučavaju najranije faze ovih procesa u ljudskom tijelu uzrokovanih boravkom u svemiru, piše Space.com.

'Približavamo se točki gdje gotovo možemo mjeriti utjecaj svemira na tijelo', rekao je Chris Mason, profesor genomike, fiziologije i biofizike na koledžu Weill Cornell Medicine i član Znanstvenog savjetodavnog odbora biotehnološke tvrtke Seer, čiji je proizvod Proteograph korišten za analizu podataka. 'Bili su ondje samo nekoliko dana, ali već smo na tijelu mogli vidjeti rane znakove izloženosti svemiru, uključujući promjene u proteinima i ekspresiji gena.'

Naprimjer, istraživači su primijetili da su markeri koji ukazuju na starenje DNK smanjeni u svemiru, čineći članove posade mlađima i zdravijima. Ti markeri, poznati kao telomeri, kapice su koje štite kromosome i skraćuju se s godinama te zbog utjecaja okoliša i stresa.

Sudionicima misije Inspiration4 telomeri su se produljili u svemiru. Znanstvenici su prethodno primijetili produljenje telomera kod NASA-inog astronauta Scotta Kellyja kada su proučavali učinke njegova jednogodišnjeg boravka u orbiti 2015. Nalazi su tada bili iznenađujući jer su istraživači očekivali suprotno zbog visokih razina stresa kojima je organizam izložen u svemiru.

Vidjeti te učinke kod članova misije Inspiration4 nakon samo nekoliko dana boravka u svemiru bilo je još neočekivanije, kažu znanstvenici. 'Vidjeli smo produljenje telomera kod sva četiri člana posade', rekla je Susan Bailey, profesorica radijacijske biologije raka i onkologije na Državnom sveučilištu Colorado, koja je vodila istraživanje, predstavljajući rezultate u ponedjeljak 10. lipnja. 'To je zaista izvanredno otkriće na više načina i pomaže nam učvrstiti naše nalaze.'

Znanstvenici vjeruju da je produljenje telomera pokrenuto kao zaštitni odgovor na izloženost većoj radijaciji u svemiru. Slični učinci izmjereni su kod planinara nakon što su se popeli na najviše svjetske vrhove.

Povratak na Zemlju

Međutim postoji kvaka, rekla je Bailey. Nakon povratka astronauta na Zemlju, telomeri se gotovo odmah skraćuju, odnosno postaju kraći nego što su bili prije svemirskog leta. Znanstvenici ne razumiju što uzrokuje ovo skraćivanje, ali se nadaju da bi u budućnosti mogli pronaći odgovor.

'Potrebno je nekoliko mjeseci da se telomeri oporave', rekla je Bailey. 'To je jedna od stvari koja se ne vraća sasvim na razinu na kojoj su bili kada su otišli u svemir. Vjerujemo da postoji stvarna prilika za razmišljanje o dugoročnim zdravstvenim ishodima za astronaute nakon povratka na Zemlju te kako ih možemo bolje pratiti i poboljšati.'

Skraćivanje zaštitnih telomera dovodi do oštećenja DNK i čini pojedince podložnima nizu bolesti, uključujući rak, srčane bolesti i slabljenje imunološkog sustava. Istraživanja, međutim, sugeriraju da zdrava prehrana i prakse poput meditacije mogu pomoći u oporavku kromosomskih kapica.

Baš kao i kod astronauta na dugotrajnim misijama, tijela članova misije Inspiration4 pokazala su druge znakove starenja tijekom svemirskog leta, uključujući povećane markere za gubitak kostiju i mišića te stres mozga. Ti su se pokazatelji, međutim, vratili na razine prije putovanja u svemir u šest mjeseci. Članovi misije Inspiration4, Hayley Arceneaux i Chris Sembroski, koji su sudjelovali u brifingu, nisu žalili, čini se, zbog degradacije njihovih telomera nakon svemirskog putovanja.

'Bio sam jako sretan što sam mogao doprinijeti znanosti i znam da je to bilo vrlo važno za sve naše članove posade', rekla je Arceneaux. Sembroski je dodao: 'Čast je biti dio ovog istraživanja. Mislim da niti jedan od naših članova posade nije stvarno razumio puni potencijal onoga što će ova misija postati, ali bilo je nevjerojatno vidjeti učinke koji su proizašli iz toga.'

Žene su se brže oporavile

Istraživanje je također otkrilo da su se članice posade, Arceneaux i geologinja Sian Proctor, brže oporavile od svemirskog leta s većinom zdravstvenih markera koji su se vratili na prijašnje razine ranije u odnosu na njihove kolege Sembroskog te zapovjednika misije i donatora Jareda Isaacmana. Rezultati potvrđuju zapažanja kod astronautkinja NASA-e i sugeriraju da su tijela žena bolje prilagođena podnošenju stresa tijekom svemirskog leta.

Podaci će biti dio otvorenog pristupa repozitoriju s biološkim podacima astronauta, Space Omics and Medical Atlas (SOMA). Atlas sadrži podatke s dugotrajnih svemirskih misija koje su provele NASA, JAXA i ESA, a to je jedinstven resurs koji omogućuje istraživačima da uspoređuju i detaljno proučavaju mnoge biološke, fiziološke i genetske promjene koje se mogu dogoditi kod ljudi tijekom svemirskih letova.

Znanstvenici se nadaju da će im baza podataka u budućnosti omogućiti ne samo odabir ljudi koji su genetski najbolje prilagođeni za izdržavanje rigoroznih svemirskih putovanja, već i razvoj strategija za poboljšanje ishoda za one koji su manje prilagođeni. 'Želimo koristiti ove podatke da bismo predvidjeli kako će ljudi reagirati na svemir na fiziološkoj i molekularnoj razini', rekao je Mason.

On je i objavio knjigu 2021. pod nazivom 'Sljedećih 500 godina: Inženjering života za dosezanje novih svjetova', u kojoj zagovara primjenu genetičkog inženjeringa na ljudima kako bi ih se bolje prilagodilo za istraživanje i naseljavanje Sunčeva sustava.

Priznaje ipak da trenutna razina znanja nije dovoljna za bilo kakve intervencije u genom astronauta. 'Trebamo vjerojatno još 20 godina podataka prije nego što bismo mogli imati dobru predodžbu o tome što učiniti', rekao je Mason. 'Ali ovo je početak mapiranja toge koje promjene ciljati, oko čega graditi nove lijekove i što ćemo jednog dana potencijalno moći učiniti.'

Ovo istraživanje također bi moglo pomoći znanstvenicima na Zemlji koji traže lijekove za genetske bolesti što uništavaju živote milijuna djece širom svijeta i za koje trenutno nema lijeka.