Докато се подготвяме да навлезем в нова ера на космическите пътувания, трябва да намерим начини за предотвратяване на рисковете за здравето, породени от космическата среда. Известно е, че радиацията в дълбочината на космоса уврежда когнитивните функции. Намерили ли са изследователи начин да отстранят тези щети?
Това е навечерието на изпращането на астронавти за изследване на дълбокия космос, колонизиране и тераформиране на други планети и планиране на космически туризъм.
Но космическите пътувания идват със собствен набор от рискове за здравето.
Една от основните заплахи идва от космическата радиация, която може да навреди на централната нервна система, променяйки когнитивната функция и водеща до симптоми, подобни на тези, открити при болестта на Алцхаймер.
С техните мисии за колонизиране на Марс, планирани за 2030-те години, НАСА - както и частни компании, заинтересовани от концепции за космически пътувания - търсят ефективни начини за защита на астронавтите от вредите от радиацията.
Досега изследователите са се фокусирали главно върху това как да подобрят космическите кораби и защитните екипировки за космическите пътешественици, за да отблъснат тази силна радиация.
Сега обаче изследователи от Калифорнийския университет в Сан Франциско - водени от Сузана Рози - са започнали да разработват лечение, което може да компенсира невродегенерацията, предизвикана от космическите лъчи.
Резултатите от техните експерименти, които те проведоха върху модели на мишки, сега са публикувани в списанието Научни доклади.
„Космическата радиация може да повлияе на мозъка в дългосрочен план“
Предишни изследвания, проведени от Рози и екип, установиха, че след като мишките са били изложени на ниво на радиация, приблизително еквивалентно на това, което човешките астронавти могат да срещнат по време на космическа мисия, способността им да различават познати и непознати обекти е била нарушена.
Обикновено, когато мишките са изправени пред два обекта - един, който е нов и непознат за тях, и един, който преди са изследвали - те ще прекарват повече време, за да се запознаят с новия обект.
Животните, които са били изложени на радиация, обаче са склонни да прекарват еднакво време в изследване на двата обекта, което предполага на изследователите, че мишките са забравили, че вече са били изложени на един от двата.
Други симптоми, които представиха мишките, включват проблеми със социалните взаимодействия и чувство на повишена тревожност. Рози и екипът отбелязват, че това е вероятно поради ефекта на силната радиация върху микроглията или нервните клетки, открити в мозъка и гръбначния мозък, които са част от имунния механизъм на централната нервна система.
Когато микроглиите се активират, те могат да причинят симптоми - като нарушено изземване на паметта - които са в съответствие с тези на невродегенеративните разстройства.
Това отчасти се дължи на факта, че те са принудени да унищожават синапсите или връзките, образувани между мозъчните клетки, които им позволяват да предават информация.
„Започваме да имаме доказателства, че излагането на радиация в дълбокия космос може да повлияе на мозъчната функция в дългосрочен план, но доколкото знам, никой не е изследвал възможни контрамерки, които биха могли да защитят мозъка на астронавтите срещу това ниво на радиационно облъчване. ”
Сузана Рози
Новото съединение показва обещание
В новото проучване Роси и колегите си сътрудничат с изследователи от университета Лома Линда в Калифорния, за да намерят терапия, която може да противодейства на ефектите на радиацията върху мозъка.
Те започнаха с подобен експеримент върху мишки, в който бяха изложени на доза радиация, подобна на тази, която може да повлияе на пътешественик в дълбок космос.
След седмица на мишките беше дадена или редовна, контролирана диета в продължение на 15 дни, или такава, която включваше лечение с експериментално съединение, наречено PLX5622.
Диетата PLX5622 действа чрез изчерпване на микроглията в централната нервна система. В минали изследвания е доказано, че лечението с PLX5622 защитава когнитивната функция при мишки, изложени на черепно облъчване като форма на ракова терапия. Рози и екипът взеха репликата си от тези резултати.
Неотдавнашните експерименти също дадоха обнадеждаващи резултати. Първо, учените забелязаха, че въпреки че първоначално не са показали когнитивни нарушения, в рамките на 3 месеца от първоначалното облъчване мишките с контролна диета са представили нарушено разпознаване на нови обекти.
Въпреки това, мишките, които са получили PLX5622 терапия, не показват такова увреждане на изземването на паметта.
При сравняване на мозъка на мишки от всяка група, изследователите разкриха, че тези от контролната група имат много активирани микроглии и са загубили множество синапси, докато тези от терапевтичната група PLX5622 изглеждат здрави.
Защо е това? Роси и екипът вярват, че принуждавайки централната нервна система да елиминира активирана микроглия, нови здрави нервни клетки дойдоха да ги заместят, позволявайки на мишките да поддържат нормална когнитивна функция.
„Това е наистина чисто доказателство, първо, че рестартирането на микроглията на мозъка може да защити когнитивните функции след излагане на радиация, и второ, че не е задължително да се лекуваме веднага след облъчването, за да бъде лекарството ефективно“, обяснява Роси.
Изследователите обаче са развълнувани не само от потенциала на тази експериментална терапия за космически пътешественици. Лекарствата, използващи подобни механизми като PLX5622, вече се тестват в клинични изпитвания за лечение на рак.
Това означава, че такива лекарства могат да се поддават добре на по-широк спектър от проблеми, включително когнитивно увреждане след лечението на рак.
„НАСА се интересува много от намирането на начини за осигуряване както на безопасността на астронавтите, така и на успеха на мисията по време на пътешествия в дълбочина“, отбелязва съавторът на изследването Карън Круковски
"Но", добавя тя, "астронавтите са малка популация - вълнуващо е, че тези открития биха могли да помогнат за предотвратяване на много други форми на когнитивно увреждане."