Jak NASA dostala krev Scotta Kellyho zpět na Zemi pro studii dvojčat

Věda


Jak NASA dostala krev Scotta Kellyho zpět na Zemi pro studii dvojčat

Francine Garrett-Bakelman si stále pamatuje den, kdy držela, dost možná, nejcennější lahvičku krve své kariéry. Bylo 3. března 2016, den, kdy se astronaut Scott Kelly po téměř roce na Mezinárodní vesmírné stanici měl vrátit zpět na Zemi.

Garrett-Bakelman, nyní lékař a vědec na University of Virginia, dostal Kellyho krevní vzorky brzy poté, co přistál na Zemi v Johnsonově vesmírném středisku v Houstonu. Jediné, na co myslela, bylo, že je nespustí.


'Byla to jen jedinečná situace manipulace s materiálem vázaným na vesmír a zodpovědnost za to, aby protokol fungoval dobře,' řekla.

'Dostaneš jen jednu ránu.' Bylo to opravdu stresující.'

Vzorky byly součástí mezníku NASA Studie dvojčat , který bude zveřejněn v pátek ve věstníkuVěda. Zatímco Scott Kelly se vznášel 254 mil nad ISS, jeho jednovaječné dvojče Mark byl dole na Zemi – což vědcům umožnilo jedinečnou příležitost porovnat biologická data dvojčat.

„[Scott učinil] ohromný závazek vůči vědě a naší zemi,“ řekl Mark na konferenčním hovoru, při kterém oznámil výsledky článku, „a ohromný akt veřejné služby.“


'Mám všechnu slávu a ty máš spoustu práce,' vtipně odpověděl Scott.

Zpráva má dobrou zprávu pro začínající vesmírné cestovatele: Dlouhodobé vesmírné cestování – takové, jaké by bylo nutné pro mise na Mars nebo na mnoho dalších planet za ním – nemusí být pro lidi škodlivé.

Přestože vesmír navštívilo 559 lidí, uskutečnilo se pouze osm misí delších než 300 dní – a Kellyovi jsou prvním párem dvojčat, která podstoupila vesmírnou studii.

'Dostaneš jen jednu ránu.' Bylo to opravdu stresující.“ – Francine Garrett-Bakelman, hlavní autorka

Deset výzkumných týmů shromáždilo údaje o Kellyových ze vzorků jejich stolice, moči a krve – poskytující informace o všem, od obsahu jejich střevního mikrobiomu po stabilitu jejich DNA – po dobu 25 měsíců před, během a po misi na ISS. Zatímco byl Scott ve vesmíru, některé jeho vzorky byly vystřeleny zpět na Zemi na nosné raketě, zatímco jiné byly uchovány pro jeho návrat.


Studie byla první, která přišla na to, jak uchovat a poslat krev zpět na Zemi. Za tímto účelem tým naverboval Garretta-Bakelmana, juniorského člena fakulty v roce 2014 na Cornell Medical School, který studoval rakovinu krve, akutní myeloidní leukémii. To se nemusí zdát jako nic souvisejícího s vesmírem, ale Garrett-Bakelman řekla The Daily Beast, že má cennou dovednost: zpracovávat krev a analyzovat genetickou expresi ve vzorcích – přesně to, co by experiment s dvojčaty Kelly vyžadoval.

'Bylo to naprosto surrealistické, splněný sen,' řekl Garrett-Bakelman.

ZÁHADA TELOMERU

Zpráva klasifikovala 10 biologických rozdílů mezi dvojčaty do kategorií s nízkým, středním a vysokým rizikem v závislosti na závažnosti poškození a na tom, jak dlouho přetrvávalo poté, co se Scott vrátil na Zemi.

Většina Scottových biomarkerů, včetně jeho snížené tělesné hmotnosti a složení mikrobiomu, se rychle vrátila k normálu.


Garrett-Bakelman a její kolegové si ale všimli něčeho zajímavého v telomerech, čepicích na naší DNA, které ji chrání před poškozením. Na Zemi platí, že čím delší telomery, tím lepší je zdraví člověka – protože jak stárneme, tyto telomery se zmenšují, takže DNA je náchylnější k poškození.

Telomery Scotta Kellyho však dostalydelší. Ještě zvláštnější je, že když se Scott Kelly vrátil na Zemi, jeho telomery se postupem času vrátily na kratší délku.

Proč se to stalo, je záhadou. 'Je to jedna osoba a je těžké udělat závěr,' řekl Garrett-Bakelman.

Přestože se průměrná délka telomer vrátila k normálu šest měsíců po skončení cesty, Scottovi zůstalo méně telomer – což by mohlo představovat riziko kardiovaskulárních onemocnění a některých typů rakoviny.

'Vzhledem k tomu, že většina proměnných biologického a lidského zdraví zůstala stabilní nebo se vrátila k základním hodnotám po 340denní vesmírné misi, tato data naznačují, že lidské zdraví může být během této doby vesmírného letu většinou zachováno.' - NASA

Mezi další vysoce rizikové změny patřila řada očních příznaků známých jako neurookulární syndrom spojený s kosmickým letem (SANS), kognitivní pokles a ztluštění karotidové intimy, části stěny tepny, kterou Stuart Lee z NASA popsal na konferenci. výzva před vydáním článku jako „prediktor 10letého rizika kardiovaskulárních onemocnění“.

Navzdory těmto zjištěním je zpráva ohledně budoucnosti dlouhodobých vesmírných cest optimistická.

'Vzhledem k tomu, že většina proměnných biologického a lidského zdraví zůstala stabilní nebo se vrátila na základní linii po 340denní vesmírné misi, tato data naznačují, že lidské zdraví může být většinou zachováno po dobu trvání kosmického letu,' uvádí zpráva.

Garrett-Bakelman řekl, že celková zdravotní stabilita Scotta Kellyho je zásadní informací. 'To je opravdu důležité, protože to nemohlo být tak [jeho zdraví zůstalo stejné],' řekla. 'Mohlo to být něco úplně jiného.' Naše lidské tělo je přizpůsobivější a život na Zemi by mohl být jen jednou jeho interpretací. Další výklad je, že [Scott Kelly] byl na Mezinárodní vesmírné stanici a v mezích magnetického pole Země. Možná kromě toho je příběh jiný.

'Ale je uklidňující, že většina věcí, které jsme viděli, byla v rozsahu toho, co jsme očekávali.'

'Toto je studie jednoho'

Autoři uznávají, že tato studie má neuvěřitelně malou velikost vzorku – a že i když jsou Kellyovi jednovaječná dvojčata, není možné přisuzovat každou změnu Scottovi jako důsledek jeho času ve vesmíru. Mark například strávil rok hraním golfu a pitím alkoholu, zatímco Scott byl uvězněn na vesmírné stanici, kde je pití zakázáno.

Mezinárodní vesmírná stanice také představuje jiná rizika než například Mars, kde je radiace mnohem větší.

'Toto je jedna studie,' zdůraznil Garrett-Bakelman. Také „toto vypovídá pouze o zkušenostech jednoho bělošského muže. Ale co když je tou osobou žena? Co když je ten člověk Asiat nebo Afroameričan? Co když neznáme pozadí dané osoby? Jak by to mohlo ovlivnit jejich těla?'

Nicméně Garrett-Bakelman řekl, že to byla perfektní studie, která nastartovala naše chápání lidí ve vesmíru, protože Kellyovi jsou dvojčata.

'Odkaz mít dvojče je velmi výhodný, takže můžeme eliminovat jakýkoli vliv genetiky na výsledky,' řekla. 'Z tohoto pohledu to byla skvělá studie, vlastně ta nejlepší pro začátek.'

„Co když je tou osobou žena? Co když je ten člověk Asiat nebo Afroameričan? Co když neznáme pozadí dané osoby? Jak by to mohlo ovlivnit jejich těla?“ – Francine Garrett-Bakelman, hlavní autorka

Vnější odborníci však varují, že není možné s konečnou platností vědět, že pozoroval rozdíly mezi bratry lze připsat samotnému cestování vesmírem.

'Připisování změn Scottovu času ve vesmíru je velmi jemné,' Chirag Patel a Chirag Lakhani , spoluautoři na dosud největší studie dvojčat , řekl The Daily Beast prostřednictvím e-mailu. Zatímco Kellyovi jsou identická dvojčata, dodali, mnoho z naměřených biomarkerů mohlo být ovlivněno také podmínkami prostředí, kterým byli jednotlivě vystaveni před zahájením studie.

'Replikace nálezů u jiných dvojčat bude nezbytná k závěru, zda jsou tato zjištění ve skutečnosti způsobena jejich časem ve vesmíru nebo jinými individuálními rozdíly,' dodali.

Neslyšeli jsme poslední Kellyové. 'Právě teď je to první interpretace a analýza našich dat,' řekl Garrett-Bakelman. 'Očekával bych, že v příštích několika měsících nebo letech přijdou další zprávy.'

'Kdybyste mě někdy potřebovali na další vědu, neváhejte se zeptat,' řekl Mark.