Raigs còsics galàctics, només alguns dels reptes de la missió de Mart
Els astronautes de Missió de Mars tindran leucèmia del seu viatge cap al planeta vermell? Pot semblar una pregunta estranya, però els estudis finançats per la NASA estudien tot tipus de coses a la preparació del que podria ser un altre salt gegant per a la humanitat: un viatge tripulat cap a Mart. El viatge amb una tripulació d'éssers humans pot començar tan aviat com els anys 2030. Hi ha diferents fases d'aquest projecte tan transcendent, i la planificació i la recerca ja han començat.
Podeu veure tots els plans, incloses les tres diferents fases de l'exploració, al lloc de "Journey to Mars Overview" de la NASA.
La missió tripulada a Mart prové de molts perills, alguns coneguts i alguns tal vegada desconeguts. Una de les preocupacions per als futurs viatgers és l'impacte de la radiació espacial a la salut humana. En un nou estudi finançat per la NASA, els investigadors han descobert que la radiació de l'espai profund pot augmentar el risc de la leucèmia en astronautes, provocada pels canvis en les cèl·lules mare vitals de la medul·la òssia que donen lloc a totes les cèl·lules sanguínies noves del cos.
Radiació de raigs X i escaneig de tomografia
L'exposició a la radiació comporta el potencial de fer mal . Hi ha radiacions ionitzants i radiacions no ionitzants.
Si bé la radiació no ionitzant, com els raigs UV del sol, pot ser perjudicial, generalment podeu protegir-vos d'aquest tipus de radiació amb força facilitat. La radiació ionitzant és més difícil d'evitar. La radiació ionitzant pot passar per les substàncies i canviar la càrrega dels àtoms en el material circumdant.
Les partícules associades a la radiació ionitzant en l'espai provenen de partícules de cinturó de radiació atrapada (Cinta Van Allen), raigs còsmics i partícules de flama solar.
En el cas de les radiacions que s'utilitzen per tractar el càncer, els beneficis de la radiació ionitzant terapèutica (matant les cèl·lules cancerígenes) es pesen contra els riscos d'aquesta exposició, com ara les complicacions a curt i llarg termini, incloent-hi l'aparició d'una nova malignitat anys més tard.
De la mateixa manera, l'exposició a la radiació en els rajos X i els escàners de TC no es pren a la lleugera, ja que les exposicions acumulatives i innecessàries a la radioteràpia mèdica i de diagnòstic també poden afegir-se al risc de malignitat de tota persona.
Radiació dels raigs còsmics galàctics
La radiació és, bàsicament, l'energia de viatge, i els raigs còsmics galàctics (GCR) són una forma de radiació que és de gran interès pel que fa al viatge espacial. Els GCR procedeixen majoritàriament de fora del nostre sistema solar, però generalment des de la nostra galàxia Via Làctia. Els GCR són ions pesants i d'alta energia que tenen tots els seus electrons allunyats mentre recorren la galàxia a gairebé la velocitat de la llum.
La radiació de l'espai profund és diferent del que experimentem a la superfície de la Terra, o fins i tot a l'òrbita baixa de la Terra, perquè hi ha molt més "trànsit" dels rajos còsics galàctics d'alta energia que hi ha a més, a més de la radiació dels esdeveniments solars i de els cinturons de radiació més propers a casa. La Terra té uns cinturons de radiació anomenats cinturons de Van Allen que s'estenen entre 1 000 i 60 000 quilòmetres per sobre de la superfície.
El camp magnètic de la Terra desvia la radiació i protegeix l'atmosfera de la Terra de la destrucció, però una missió de Mart requereix un viatge en profunditat.
A més, Mart va perdre el seu camp magnètic milers de milions d'anys enrere, per la qual cosa per als humans que finalment van posar el peu al Planeta Roig, no hi haurà tal protecció esperant-los. La NASA és conscient d'aquests perills i està treballant en possibles solucions. Els científics de la NASA fins i tot han plantejat la possibilitat de crear un camp magnètic artificial al voltant de Mart per protegir missions futures.
Què poden fer els raigs còsics galàctics als humans?
L'impacte de la radiació en humans en l'espai s'està examinant de diverses maneres diferents, i no es tracta només de leucèmia i malignitat que els científics estan preocupats. La NASA també està duent a terme estudis que estudien els astronautes en el recorregut espacial, com aquestes exposicions poden afectar la cognició i el comportament, i com els gens responen a la radiació, i específicament, quins són els gens activats i quins són els gens desactivats per aquestes exposicions.
La vida a Mart podria augmentar el risc de leucèmia, segons dades recollides per un equip de recerca del Wake Forest Baptist Medical Center. El grup va investigar els possibles impactes de la radiació espacial profunda específicament en cèl·lules mare hematopoètiques (HSC). Els HSC són en realitat les mateixes cèl · lules mare que ha tingut en compte que s'utilitzen com a tractament del càncer en alguns casos.
Quan un pacient té dosis altes de quimioteràpia planejades per matar les cèl·lules cancerígenes, la quimioteràpia també pot fer-se càrrec de les cèl·lules mare. Per això, es poden realitzar trasplantaments de medul·la òssia o trasplantament de cèl·lules mare hematopoètiques per potenciar la capacitat del pacient d'iniciar-se de manera fresca amb noves cèl·lules de formació de sang. Aquestes són les mateixes cèl·lules que formen la sang en la medul·la òssia que produeixen tots els nous cèl·lules de la sang mentre els ancians es desgasten. Les cèl·lules madures de la sang inclouen les cèl·lules vermelles que transporten oxigen dels pulmons a la resta del cos, però també les cèl·lules blanques que ajuden a combatre la infecció i la malignitat.
L'equip de Wake Forest va prendre aquestes HSCs de formació sanguínia de donants saludables d'entre 30 i 55 anys i els va exposar a radiació simulada i GCR com els raigs que es pretenien bombardejar els astronautes durant una missió de Mart. Van analitzar posteriorment les cèl·lules del laboratori i van trobar que la radiació afectava les cèl · lules al nivell de la cèl · lula mare, provocant mutacions en gens que van afectar la seva capacitat de desenvolupar-se en cèl·lules sanguínies madures. L'exposició a la radiació va reduir la capacitat de les cèl·lules mare per produir gairebé tots els tipus de cèl·lules sanguínies, i la seva capacitat per fer noves cèl·lules es va reduir sovint en un 60-80%, segons Christopher Porada, investigador sènior del projecte.
Quina disminució de les cèl·lules de la sang pot significar per als astronautes és una cosa que molts pacients amb càncer de sang ja saben sobre: la disminució dels glòbuls vermells pot causar anèmia , amb símptomes com el cansament, la debilitat, la manca d'alè i la mala tolerància a l'exercici. La reducció de glòbuls blancs pot reduir les defenses immunes del cos, augmentant la susceptibilitat a la infecció. I la reducció de les plaquetes pot fer que una persona sigui més propensa als problemes de coagulació i hemorràgia, amb hematomes o hemorràgies anormals.
Utilitzar ratolins per descobrir un poc més
Sovint en la investigació mèdica, les troballes que semblen ser certes al laboratori no poden ser reproduïdes o verificades quan es tracta d'un ésser humà que respiri real i viu, o un ratolí per començar. Per intentar obtenir informació sobre com es pot veure l'exposició a la radiació en un ésser viu, l'equip de Wake Forest transplanta els ratolins HSC irradiats per GCR en ratolins.
Els ratolins van passar a desenvolupar leucèmia limfoblàstica aguda de cèl·lules T. L'equip va descriure això com la primera demostració que la radiació espacial profunda pot augmentar el risc de leucèmia en humans.
Les leucèmies limfoblàstiques agudes (T-ALL) de les cèl lules T són càncers de sang agressius com a conseqüència dels canvis malignes en les cèl·lules que donen lloc a cèl·lules T o als glòbuls blancs coneguts com limfòcits T. T-ALL representa el 10% al 15% de la TEN i el 25% de l'adult ALL. Els pacients amb T-ALL sovint tenen medul·la òssia que s'ha convertit en embolcalls de limfoblastes de cèl · lules T inmadures, així com d'alt recompte de glòbuls blancs, tumors a la zona del pit i implicació freqüent del sistema nerviós central en el moment del diagnòstic. Les rates de curació superen el 75 per cent en nens i al voltant del 50 per cent en adults han estat observades amb aquesta malaltia.
Part inferior de l'estudi del ratolí
Les troballes dels investigadors van permetre concloure que dos efectes diferents de la radiació podrien haver estat en el treball en l'aparició de la leucèmia. En primer lloc, van trobar danys genètics a les HSC que podrien conduir directament al desenvolupament de la leucèmia. En segon lloc, la radiació també va disminuir la capacitat dels HSCs de fer noves cèl·lules T i B, ambdues són glòbuls blancs que poden participar en la lluita contra invasors estrangers, com ara bacteris, però també cèl·lules tumorals. Per tant, no només té els canvis genètics en les cèl·lules mare que poden conduir a la leucèmia, sinó que també tenen un sistema immunitari deteriorat pel que fa a la seva capacitat d'eliminar cèl·lules malignes que sorgeixen de mutacions induïdes per radiació.
> Fonts
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, et al. Perfil del temps de l'exposició a la radiació còsmica durant la missió EXPOSE-E: L'instrument R3DE. Astrobiologia . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. La base molecular de la leucèmia limfoblàstica aguda de cèl·lules T. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.