Forscher untersucht die gesundheitlichen Auswirkungen der Raumfahrt in der NASA-Zwillingsstudie

Anonim

Wenn die NASA im nächsten Jahr einen identischen Zwilling an die Internationale Raumstation schickt, wird ein Forscher der Colorado State University zu den wenigen handverlesenen Wissenschaftlern gehören, die ihn und seinen Bruder untersuchen, um die Auswirkungen der Raumfahrt auf den menschlichen Körper zu messen.

Susan Bailey, eine außerordentliche Professorin in der CSU-Abteilung für Umwelt- und Radiologische Gesundheitswissenschaften, leitet eines von nur 10 Projekten, die letzten Monat ausgewählt wurden, um von der NASA eine dreijährige Studie der Astronauten Scott und Mark Kelly zu finanzieren.

Baileys Forschung konzentriert sich auf chromosomale Merkmale, Telomere genannt, die den Körper vor dem Altern und den krebserregenden Auswirkungen der Strahlung schützen. Die Strahlenexposition ist ein besonderes Problem während der Raumfahrt - und deshalb von besonderem Interesse für die NASA - weil Astronauten mit subatomaren Teilchen aus der Sonne und anderen Quellen beschossen werden.

Ab März 2015 wird Scott Kelly 12 Monate auf der Raumstation verbringen, während Mark als experimentelle Kontrolle auf der Erde bleibt. Wissenschaftler werden Tests an den genetisch identischen Zwillingen durchführen, um die im Körper von Scott nachgewiesenen Effekte zu isolieren, die auf das Leben im Weltraum zurückzuführen sind.

Im CSU-Projekt, der ersten Studie dieser Art, wird Bailey Bluttests vor, während und nach dem Flug verwenden, um sich auf die Chromosomen der Zwillinge zu konzentrieren. Jedes Chromosom hat eine schützende Endkappe, Telomer genannt, die Bailey mit der Plastikspitze eines Schnürsenkels vergleicht, der verhindert, dass sich die Spitze entwirrt. Wenn sich Zellen im Laufe des menschlichen Lebens teilen und replizieren, teilen sich auch die Chromosomen und die Telomere erodieren allmählich, was schließlich zum natürlichen Tod von Zellen führt.

Bailey sagt, dass die Erosionsrate dieser Endkappen viel über den Alterungsprozess und die Gesundheit einer Person offenbart. Beispielsweise haben Studien gezeigt, dass Nichtrauchende, die regelmäßig Sport treiben, oft längere Telomere haben als solche, die einen ungesunden Lebensstil haben. In ihrem NASA-Forschungsprojekt plant Bailey, Basisdaten über die Telomere der Zwillinge zu sammeln und dann zu untersuchen, wie die verschiedenen Anforderungen des Lebens im Weltraum - wie Strahlenexposition, eingeschränkte Ernährung und physischer und psychischer Stress - diese Kappen auf Scotts Chromosomen beeinflussen.

"Es ist wichtig, sich um Ihre Telomere zu kümmern, und einen gesunden Lebensstil zu haben, ist ein großer Teil davon", sagt sie und fügt hinzu, dass frühere Studien gezeigt haben, dass Strahlung die Endkappen in nur fünf Tagen schädigen kann. "Kannst du dir eine stressvollere Sache vorstellen, als dich in eine Rakete zu schnallen oder ein Jahr lang im Weltraum zu leben?"

Bailey wird auch die Telomerase-Spiegel der 50-jährigen Zwillinge untersuchen, ein Enzym, das Telomere wiederherstellt und das Leben der Zellen verlängert. Die Substanz ist im Körper nach der Geburt typischerweise nicht aktiv, mit wenigen Ausnahmen - wie in Krebszellen, die einen Wettbewerbsvorteil gegenüber normalen Zellen haben, weil die Telomerase ihnen den Status "unsterblich" verleiht.

Bailey sagt, dass einige Forscher das Konzept untersucht haben, dass die Aktivierung der Telomerase in gesunden Zellen tatsächlich die Gesundheit verbessern und möglicherweise das Leben verlängern kann, ist es ein zweischneidiges Schwert, weil stimulierende Telomerase auch Krebszellen füttern kann. Klinische Studien werden mit Arzneimitteln durchgeführt, die den Telomerase-Spiegel als Strategie zur Krebsbekämpfung reduzieren.

"Die Tatsache, dass Telomerase nach der Geburt ausgeschaltet wird, ist wirklich ein Tumorsuppressor", sagt sie.

Bailey, die 1980 ihren Bachelor-Abschluss in Biowissenschaften von der CSU erhielt, kehrte 21 Jahre später auf den Campus zurück, um mit dem CSU-Professor Joel Bedford die Auswirkungen von Strahlung auf Chromosomen zu untersuchen.

"Es war ein geschlossener Kreis", erinnert sie sich und fügte hinzu, dass sie sofort fasziniert von dem Feld war. "Ich habe den Fehler bemerkt. Es war ansteckend."

Baileys Projekt, das 150.000 US-Dollar von der NASA einbrachte, ist das jüngste von vielen in der CSU-Abteilung für Umwelt- und Radiologische Gesundheitswissenschaften, um Mittel für die Erforschung von Strahlung und Krebs zu beschaffen. Ein Team um Michael Weil, Professor in der Abteilung, hat lange Zeit Geld für NASA-Zuschüsse erhalten, um zu untersuchen, inwieweit Astronauten erhöhten Krebsrisiken durch Weltraumstrahlung ausgesetzt sind.