Kako je NASA vratila krv Scotta Kellyja na Zemlju za istraživanje blizanaca

Znanost


Kako je NASA vratila krv Scotta Kellyja na Zemlju za istraživanje blizanaca

Francine Garrett-Bakelman još se sjeća dana kada je držala, vrlo vjerojatno, najvrjedniju bočicu krvi u svojoj karijeri. Bio je to 3. ožujka 2016., dan kada se astronaut Scott Kelly trebao vratiti na Zemlju nakon gotovo godinu dana na Međunarodnoj svemirskoj postaji.

Garrett-Bakelman, sada liječnik-znanstvenik na Sveučilištu Virginia, dobio je Kellyjeve uzorke krvi ubrzo nakon što je sletio na Zemlju u svemirskom centru Johnson u Houstonu. Sve o čemu je mogla razmišljati bilo je da ih ne ispusti.


“Bila je to samo jedinstvena situacija rukovanja materijalom vezanim uz prostor i odgovornost da se osigura da protokol ide dobro”, rekla je.

“Imaš samo jednu priliku. Bilo je stvarno stresno.”

Uzorci su bili dio NASA-inog orijentira Studija blizanaca , koji će biti objavljen u petak u časopisuZnanost. Dok je Scott Kelly lebdio 254 milje iznad na ISS-u, njegov identični brat blizanac Mark bio je dolje na Zemlji – što je znanstvenicima omogućilo jedinstvenu priliku da usporede biološke podatke blizanaca.

'[Scott je učinio] ogromnu predanost znanosti i našoj zemlji', rekao je Mark na konferencijskom pozivu najavljujući rezultate rada, 'i ogroman čin javne službe.'


“Ja sam dobio svu slavu, a ti puno posla”, šaljivo je odgovorio Scott.

Izvješće ima dobre vijesti za buduće svemirske putnike: dugotrajna svemirska putovanja — onakva kakva bi bila potrebna za misije na Mars ili mnoge druge planete — možda neće biti štetna za ljude.

Iako je 559 ljudi posjetilo svemir, bilo je samo osam misija dužih od 300 dana - a Kellyjevi su prvi par blizanaca koji su prošli svemirsku studiju.

“Imaš samo jednu priliku. Bilo je stvarno stresno.”— Francine Garrett-Bakelman, glavna autorica

Deset istraživačkih timova prikupilo je podatke o Kellyjevima iz uzoraka njihove stolice, urina i krvi – pružajući informacije o svemu, od sadržaja njihovog crijevnog mikrobioma do stabilnosti njihove DNK – za 25 mjeseci prije, tijekom i nakon misije ISS. Dok je Scott bio u svemiru, neki od njegovih uzoraka su vraćeni na Zemlju na raketi nosač, dok su drugi sačuvani za njegov povratak.


Studija je bila prva u otkrivanju kako sačuvati i poslati krv natrag na Zemlju. Za to je tim angažirao Garrett-Bakelmana, mlađeg profesora na Medicinskom fakultetu Cornell 2014. koji je proučavao rak krvi, akutnu mijeloidnu leukemiju. To se možda ne čini kao ništa povezano s svemirom, ali Garrett-Bakelman je za Daily Beast rekla da ima vrijednu vještinu: obradu krvi i analizu genetskog izraza u uzorcima – upravo ono što bi eksperiment s blizancima Kelly zahtijevao.

'Bilo je potpuno nadrealno, ostvarenje sna', rekao je Garrett-Bakelman.

MISTERIJA TELOMERE

Izvješće je klasificiralo 10 bioloških razlika između blizanaca u kategorije niskog, srednjeg i visokog rizika, ovisno o ozbiljnosti oštećenja i koliko je dugo trajalo nakon što se Scott vratio na Zemlju.

Većina Scottovih biomarkera, uključujući njegovu smanjenu tjelesnu masu i sastav mikrobioma, brzo su se vratili u normalu.


No Garrett-Bakelman i njezini kolege primijetili su nešto zanimljivo u telomerima, kapama na našem DNK koje ga štite od oštećenja. Na Zemlji, što je telomer duže, to je zdravlje osobe bolje – jer kako starimo, ti se telomeri smanjuju, ostavljajući DNK podložnijom oštećenju.

Međutim, telomeri Scotta Kellyja dobili suviše. Što je još čudnije, kada se Scott Kelly vratio na Zemlju, njegove telomere su se s vremenom vratile na svoju kraću duljinu.

Zašto se to dogodilo je misterija. 'To je jedna osoba i teško je donijeti zaključak', rekao je Garrett-Bakelman.

Iako se prosječna duljina telomera vratila u normalu šest mjeseci nakon završetka putovanja, Scottu je ostalo manje telomera - što bi moglo predstavljati rizik za kardiovaskularne bolesti i neke vrste raka.

“S obzirom na to da je većina bioloških varijabli i varijabli ljudskog zdravlja ostala stabilna ili se vratila na početnu vrijednost nakon 340-dnevne svemirske misije, ovi podaci sugeriraju da se ljudsko zdravlje može uglavnom održati tijekom ovog trajanja svemirskog leta.” – NASA

Ostale promjene visokog rizika uključivale su niz očnih simptoma poznatih kao neuro-okularni sindrom povezan s letovima u svemir (SANS), kognitivni pad i zadebljanje karotidne intime-medije, dijela stijenke arterije koji je NASA-in Stuart Lee opisao na konferenciji poziv uoči objave novina kao 'prediktor desetogodišnjeg rizika od kardiovaskularnih bolesti'.

Unatoč ovim nalazima, izvješće je optimistično u pogledu budućnosti dugoročnih svemirskih putovanja.

'S obzirom da je većina bioloških varijabli i varijabli ljudskog zdravlja ostala stabilna ili se vratila na početnu vrijednost nakon 340-dnevne svemirske misije, ovi podaci sugeriraju da se ljudsko zdravlje uglavnom može održati tijekom ovog trajanja svemirskog leta', navodi se u izvješću.

Garrett-Bakelman je rekao da je ukupna zdravstvena stabilnost Scotta Kellyja ključna informacija. 'Ovo je stvarno važno jer nije mogao biti slučaj [da je njegovo zdravlje ostalo isto]', rekla je. “Moglo je biti nešto sasvim drugo. Naše ljudsko tijelo je prilagodljivije, a život na Zemlji mogao bi biti samo jedno od njegovih tumačenja. Drugo tumačenje je da je on [Scott Kelly] bio u Međunarodnoj svemirskoj postaji i u granicama magnetskog polja Zemlje. Možda je osim toga priča drugačija.

'Ali umirujuće je da je većina stvari koje smo vidjeli bila u rasponu od onoga što smo očekivali.'

'Ovo je jedna studija'

Autori priznaju da ova studija ima nevjerojatno malu veličinu uzorka - i da iako su Kellyjevi identični blizanci, nemoguće je svaku promjenu u Scottu pripisati posljedici njegovog vremena u svemiru. Mark je, na primjer, proveo godinu dana igrajući golf i pijući alkohol, dok je Scott bio zatvoren na svemirskoj stanici gdje je piće zabranjeno.

Međunarodna svemirska postaja također predstavlja različite rizike od, recimo, Marsa, gdje je zračenje puno veće.

'Ovo je jedno istraživanje', naglasio je Garrett-Bakelman. Također, “ovo samo govori o iskustvu jednog bijelca. Ali što ako je osoba žena? Što ako je osoba Azijat ili Afroamerikanac? Što ako ne znamo porijeklo te osobe? Kako bi to moglo utjecati na njihova tijela?”

Ipak, Garrett-Bakelman je rekao da je ovo savršena studija koja će pokrenuti naše razumijevanje ljudi u svemiru jer su Kellyjevi blizanci.

'Referenca na blizanku je vrlo korisna, tako da možemo eliminirati svaki utjecaj koji genetika može imati na rezultate', rekla je. “Iz te perspektive, bila je to sjajna studija, zapravo najbolja za početak.”

„Što ako je osoba žena? Što ako je osoba Azijat ili Afroamerikanac? Što ako ne znamo porijeklo te osobe? Kako bi to moglo utjecati na njihova tijela?”— Francine Garrett-Bakelman, glavna autorica

Međutim, vanjski stručnjaci upozoravaju da je nemoguće definitivno znati da je uočio razlike među braćom može se pripisati samo putovanju u svemir.

'Pripisivanje promjena Scottovom vremenu u svemiru je nijansirano,' Chirag Patel i Chirag Lakhani , koautori na najveća studija o blizancima do sada , rekao je The Daily Beast putem e-pošte. Dok su Kellyjevi identični blizanci, dodali su, mnogi od izmjerenih biomarkera također su mogli biti pod utjecajem okolišnih uvjeta kojima su bili pojedinačno izloženi prije početka studije.

'Repliciranje nalaza kod drugih blizanaca bit će potrebno da se zaključi jesu li ti nalazi zapravo posljedica njihovog vremena u svemiru ili drugih individualnih razlika', dodali su.

Nismo čuli posljednjeg Kellyja. 'Trenutno je ovo početna interpretacija i analiza naših podataka', rekao je Garrett-Bakelman. 'Očekivao bih da će u sljedećih nekoliko mjeseci ili godina biti objavljena dodatna izvješća.'

'Ako me ikad zatrebam za više znanosti, ne ustručavajte se pitati', rekao je Mark tijekom poziva.