Den första studien av en tvilling i rymden ser ut som goda nyheter för en resa till Mars

NASA | Bilden redigerad av MIT Technology Review

För tre år sedan kom den amerikanske astronauten Scott Kelly tillbaka till jorden. Hans återkomst från den internationella rymdstationen den 1 mars 2016 gjorde slut på hans USA-rekordsättande körning 340 dagar i rymden under ett medicinskt mikroskop. Hans tvillingbror, Mark Kelly (som hade varit astronaut), var under liknande granskning här på jorden. Paret erbjöd en unik möjlighet att utforska hur människokroppen reagerar på långa perioder i rymden – vilket ger oss en glimt av vad som kan hända på resor till exempelvis Mars.

Nu, mer än tre år senare, får vi äntligen en tydlig bild av vad mikrogravitation, strålning och rymdmiljön gjorde med Scotts kropp. De första resultaten, publicerad i Science idag av dussintals forskare från hela världen, visar löfte för mänsklighetens rymdbaserade framtid. Det är övervägande mycket goda nyheter för rymdfärder och de som är intresserade av att ansluta sig till astronauternas led, säger Cornell-professor Chris Mason, huvudutredare för NASAs tvillingstudie. Även om kroppen har ett extraordinärt antal förändringar, uppvisar den också extraordinär plasticitet när den återgår till ett normalt terrestriskt tillstånd.

Studien tittade på ett antal biologiska markörer, från immunsystemet (det fungerade på samma sätt som det gör på jorden) till formen på ögongloberna (Scotts retinalnerv förtjockades). Men två av de enastående resultaten kom från en närmare titt på DNA och genuttryck.

NASA

Susan Bailey och hennes kollegor från Colorado State University fokuserade på att observera längden på Scott Kellys telomerer och det associerade enzymet telomeras. Telomerer är belägna i ändarna av DNA, och deras längd betyder i allmänhet ålder och hälsa. Saker som åldrande, stress och strålning kan få dem att krympa.

Eftersom rymdfärder utsätter människor för både stress och strålning, förväntade sig forskarna att se hans telomerer förkortas. Det var precis tvärtom, säger Bailey. Så snart våra tidigaste prover [togs] under flygningen, vilket var inom ungefär två veckor efter att han var där uppe, såg vi betydligt längre telomerer i Scott än vad han hade innan han åkte.

Och trenden höll i sig under hela Kellys tid på rymdstationen. Totalt sett förlängdes hans telomerer med cirka 14,5 %.

Så vad betyder det? Tro inte att vi plötsligt har hittat ungdomens källa i rymden. Inom en vecka efter att han återvänt, förkortades hans telomerer avsevärt. De är väldigt, väldigt rymdfärdsspecifika och mycket snabba typer av förändringar, vilket verkligen fick oss att klia oss i huvudet om vad i hela världen som kan orsaka något sådant, säger Bailey. Scott Kellys genomsnittliga telomerlängd återgick till det normala inom sex månader, men ett onormalt högt antal korta telomerer som bildades när han återvände till jorden fanns kvar i hans kropp.

En viktig del av saknad data skapar en del av mysteriet kring varför detta hände. Data om telomeras, enzymet relaterat till telomerernas längd, kom inte tillbaka till labbet. Medan proverna från Kellys kropp i rymden kom till forskarna på mindre än 48 timmar, var miljön på vandringen till labbet inte tillräckligt väl kontrollerad för att förhindra att telomerasaktiviteten gick förlorad. Att gå tillbaka till jorden i en Soyuz-kapsel är inte detsamma som perfekta laboratorieförhållanden.

Den andra stora förändringen hittades i Scott Kellys genuttryck, eller hur DNA styr celler att göra komponenter som proteiner.

Forskarna såg många gener stängas av och på igen under flygningen, särskilt sådana som var relaterade till cirkulationen och immunsystemet. Dessa förändringar antyder hur kroppen försöker anpassa sig till rymden.

Mason säger att under den första halvan av uppdraget såg de nästan 1 500 gener ändra sitt uttryck. Under den senare hälften av uppdraget ändrades sex gånger så många. Detta tyder på att människokroppen genomgår förändringar under sin tid i rymden, och inte bara när den anländer.

I likhet med telomerresultaten vände de flesta av genuttrycksförändringarna av sig själva efter att Scott Kelly kom hem. Flera hundra gener verkar dock ha kommit ihåg sin tid i rymden och hållit fast vid skiftningarna.

Om det är mycket - och vilka de direkta effekterna på hälsan är - vet vi bara inte än. För de flesta av siffrorna i tidningen finns det ingen jämförelsepunkt. Det är analogt med den allra första gången som vi mätte någons blodtryck, säger Mason. Vi visste inte vad de faktiska referensnumren var förrän vi började mäta fler personer.

Även om han har enorma mängder mer data om sin hälsa än de flesta någonsin kan drömma om, sa Scott Kelly till MIT Technology Review att han inte planerar att vidta några extra åtgärder på grundval av denna information. Han mådde dåligt direkt efter att han landat, som de flesta astronauter gör, men han märker inte någon större skillnad i hans hälsa nu. Jag känner mig annorlunda än när jag lanserade lite, men det beror nog på att jag är fyra år äldre, säger han.

Nästa steg för Baileys team är att försöka skapa bättre testmetoder för att observera telomerasaktivitet, antingen på den internationella rymdstationen eller tillbaka på jorden. Mason tittar också på teknik som syftar till att ta bort tidspressen på provtransportsteget. Hans team utförde till och med första DNA-sekvensering på ISS och ser fram emot detta ytterligare. De flesta andra team hoppas på en bredare urvalsstorlek och, möjligen, längre tester. En astronaut räcker inte för att dra definitiva slutsatser, så forskare som Mason kommer att studera ytterligare astronauter under två månaders, sex månaders och årslånga tester. Dessa uppdrag kommer dock inte att ha fördelen av en markbaserad tvilling för jämförelse.

[Astronauter] har valet att vara ett mänskligt forskningsämne, säger Kelly. Du kan välja eller inte välja att göra eller inte göra vetenskapen. Men så få människor reser till rymden, och tanken är att vi är där för vetenskapen. Jag tror att det är din skyldighet att registrera dig för allt det här.

Dölj