Houston, mamy problem. Loty kosmiczne zmieniają DNA

Nowe badania wskazują, że loty kosmiczne mogą inicjować mutacje DNA, przyczyniając się do zwiększonego ryzyka rozwoju nowotworów i chorób serca. To może być poważna przeszkoda dla przyszłych misji załogowych, choćby na Marsa.
Loty kosmiczne mogą powodować mutacje DNA /Fot. Pixabay
Loty kosmiczne mogą powodować mutacje DNA /Fot. Pixabay

Astronauci są bardziej narażeni na rozwój mutacji – prawdopodobnie związanych z lotami kosmicznymi – które mogą zwiększać ryzyko rozwoju niektórych nowotworów i chorób serca w ciągu ich życia. Potwierdziły to pierwsze w swoim rodzaju badania przeprowadzone przez Icahn School of Medicine w Mount Sinai.

Czytaj też: Rozkład czy mumifikacja? Wiemy, jak wyglądałaby nasza śmierć i jej skutki w kosmosie

Uczeni pobrali próbki krwi od astronautów NASA, którzy uczestniczyli w misjach wahadłowców w latach 1998-2001. U wszystkich 14 badanych osób, odkryto tzw. mutacje somatyczne DNA w układzie krwiotwórczym. To sugeruje, że każdy lot w kosmos niesie ze sobą ryzyko wystąpienia tego typu zmian w materiale genetycznym w późniejszych latach. Szczegóły opisano w Communications Biology.

Loty kosmiczne zagrożone?

Mutacje somatyczne to takie, które występują już po naszych narodzinach, w komórkach innych od rozrodczych (plemników i komórek jajowych), co jednak nie oznacza, że nie mogą zostać przekazane potomstwu. W przypadku badanych astronautów, mutacje somatyczne cechowała nadreprezentacja komórek krwi powstałych w procesie klonalnej hematopoezy. Często obserwuje się to w wyniku ekspozycji na czynniki środowiskowe (promieniowanie UV czy substancje chemiczne). Chociaż klonalna hematopoeza nie jest wskaźnikiem choroby, wiąże się z podwyższonym ryzykiem chorób układu krążenia.

Prof. David Goukassian z Cardiovascular Research Institute w Icahn Mount Sinai:

Astronauci pracują w ekstremalnym środowisku, gdzie wiele czynników może powodować mutacje somatyczne, przede wszystkim promieniowanie kosmiczne. Biorąc pod uwagę rosnące zainteresowanie zarówno komercyjnymi lotami kosmicznymi, jak i eksploracją głębokiego kosmosu, a także potencjalne ryzyko zdrowotne związane z ekspozycją na różne szkodliwe czynniki, które są związane z powtarzającymi się lub długotrwałymi misjami kosmicznymi, takimi jak podróż na Marsa, postanowiliśmy zbadać retrospektywnie, mutacje somatyczne w grupie 14 astronautów.

Wykorzystując sekwencjonowanie DNA, a następnie rozległe analizy bioinformatyczne, badacze zidentyfikowali 34 mutacje w 17 genach będących czynnikami sprawczymi klonalnej hematopoezy. Najczęstsze wystąpiły w genie TP53 – genie produkującym białko hamujące rozwój nowotworu, a także w DNMT3A – jednym z najczęściej mutujących genów w ostrej białaczce szpikowej. Ale częstotliwość mutacji somatycznych w genach, które oceniali badacze, była mniejsza niż 2%, czyli techniczny próg dla mutacji somatycznych w krwiotwórczych komórkach macierzystych, aby uznać je za hematopoezę klonalną o nieokreślonym potencjale (CHIP). CHIP występuje częściej u osób starszych i wiąże się ze zwiększonym ryzykiem rozwoju choroby sercowo-naczyniowej oraz nowotworów hematologicznych i guzów litych.

Czytaj też: Astronauta, którego nazwano najbardziej samotnym człowiekiem w historii. Michael Collins zmarł w wieku 90 lat

Prof. David Goukassian dodaje:

Chociaż obserwowana przez nas klonalna hematopoeza miała stosunkowo niewielki rozmiar, fakt, że obserwowaliśmy te mutacje, był zaskakujący – biorąc pod uwagę stosunkowo młody wiek i zdrowie tych astronautów. Obecność tych mutacji nie musi oznaczać, że u noszących je osób rozwinie się choroba sercowo-naczyniowa lub nowotwór, ale istnieje ryzyko, że z czasem może się to zdarzyć poprzez ciągłą i długotrwałą ekspozycję na ekstremalne środowisko głębokiej przestrzeni kosmicznej. Dzięki temu badaniu pokazaliśmy, że możemy określić indywidualną podatność astronautów na rozwój choroby związanej z ich pracą bez żadnych implikacji, które mogą wpłynąć na ich zdolność do wykonywania pracy.

Nowe badania są następstwem poprzednich eksperymentów, w których wykorzystano te same próbki do identyfikacji biomarkerów w egzosomach – małych, pokrytych lipidami mikroskopijnych pęcherzykach kwasów nukleinowych, białek, lipidów i metabolitów, które tworzą się w komórkach ludzkiego ciała, a następnie są uwalniane do krwiobiegu.