Чи можемо ми захистити мозок від космічного випромінювання?
Готуючись вступити в нову еру космічних подорожей, ми повинні знайти шляхи запобігання ризикам для здоров’я, які створює космічне середовище. Зокрема, відомо, що радіація глибокого космосу погіршує когнітивні функції. Чи знайшли дослідники спосіб усунути цю шкоду?
Це напередодні відправлення астронавтів для дослідження глибокого космосу, колонізації та тераформування інших планет та планування космічного туризму.
Але космічні подорожі мають власний набір ризиків для здоров’я.
Однією з основних загроз є космічне випромінювання, яке може завдати шкоди центральній нервовій системі, змінюючи когнітивні функції та приводячи до симптомів, подібних до симптомів хвороби Альцгеймера.
Під час своїх місій колонізації на Марс, запланованих на 2030-ті роки, НАСА, а також приватні компанії, зацікавлені в концепціях космічних подорожей, шукали ефективні способи захисту космонавтів від радіаційної шкоди.
Наразі дослідники зосереджувались головним чином на тому, як покращити космічні кораблі та захисні засоби для космічних мандрівників, щоб відбитися від цієї сильної радіації.
Зараз же слідчі з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско - на чолі із Сусанною Розі - почали розробляти лікування, яке може компенсувати нейродегенерацію, спричинену космічними променями.
Результати їх експериментів, які вони провели на моделях мишей, тепер опубліковані в журналі Наукові звіти.
"Космічне випромінювання може впливати на мозок довгостроково"
Попередні дослідження, проведені Розі та командою, показали, що після того, як миші потрапили під рівень радіації, приблизно еквівалентний тому, що людські астронавти можуть зіткнутися під час космічної місії, їх здатність розрізняти знайомі та незнайомі об'єкти була порушена.
Зазвичай, коли миші стикаються з двома об’єктами - одним, що є для них новим і невідомим, і тим, який вони раніше досліджували, вони витрачають більше часу на ознайомлення з новим об’єктом.
Однак тварини, які зазнали радіаційного впливу, витрачали однакову кількість часу, досліджуючи обидва об'єкти, що припустило дослідникам, що миші забули, що вони вже зазнавали впливу одного з цих двох.
Інші симптоми, які представили миші, включали проблеми із соціальною взаємодією та відчуття підвищеної тривожності. Розі та команда зазначають, що це було ймовірно через вплив сильного випромінювання на мікроглію або нервові клітини, знайдені в мозку та хребетній хорді, які є частиною імунного механізму центральної нервової системи.
Коли мікроглії активовані, вони можуть викликати такі симптоми, як порушення пам’яті пам’яті, які відповідають симптомам нейродегенеративних розладів.
Частково це пов’язано з тим, що вони змушені руйнувати синапси, або зв’язки, що утворюються між клітинами мозку, що дозволяють їм передавати інформацію.
«Ми починаємо мати докази того, що вплив радіації глибокого космосу може вплинути на роботу мозку в довгостроковій перспективі, але, наскільки мені відомо, ніхто не досліджував жодних можливих контрзаходів, які могли б захистити мозок астронавтів від такого рівня радіаційного опромінення. "
Сусанна Розі
Новий склад показує обіцянку
У новому дослідженні Розі та його колеги співпрацювали з дослідниками з університету Лома Лінда в Каліфорнії, щоб знайти терапію, яка могла б протидіяти впливу радіації на мозок.
Вони розпочали з подібного експерименту на мишах, в якому вони зазнали дози випромінювання, подібної до тієї, яка може вплинути на далекого космічного мандрівника.
Через тиждень мишам або давали звичайну, контрольовану дієту протягом 15 днів, або таку, яка включала лікування експериментальним з'єднанням під назвою PLX5622.
Дієта PLX5622 діє, виснажуючи мікроглію в центральній нервовій системі. У минулих дослідженнях було показано, що лікування PLX5622 захищає когнітивні функції у мишей, які зазнали опромінення черепа як вид терапії раку. Розі та команда взяли підказку з цих результатів.
Нещодавні експерименти також дали обнадійливі результати. По-перше, вчені помітили, що, хоча спочатку вони не мали когнітивних порушень, протягом 3 місяців від первинного опромінення миші контрольної дієти виявили порушення розпізнавання нових об'єктів.
Однак миші, які отримували терапію PLX5622, не продемонстрували такого пошкодження пам'яті.
Порівнюючи мозок мишей з кожної групи, дослідники виявили, що у контрольної групи було багато активованих мікроглій і втратили численні синапси, тоді як ті, хто входив до групи терапії PLX5622, виглядали здоровими.
Чому це? Розі та команда вважають, що, змусивши центральну нервову систему ліквідувати активовану мікроглію, на зміну їм прийшли нові здорові нервові клітини, що дозволило мишам підтримувати нормальну когнітивну функцію.
"Це справді чіткий доказ, по-перше, що перезавантаження мікроглії мозку може захистити когнітивні функції після радіаційного опромінення, а по-друге, нам не обов'язково потрібно лікувати негайно після опромінення, щоб препарат був ефективним", - пояснює Розі.
Однак дослідники раді не лише потенціалу цієї експериментальної терапії для космічних мандрівників. Наркотики, що застосовують подібні механізми, як PLX5622, вже тестуються в клінічних випробуваннях для лікування раку.
Це означає, що такі ліки можуть добре піддаватися ширшому спектру проблем, включаючи когнітивні порушення внаслідок лікування раку.
"NASA дуже зацікавлене у пошуку шляхів забезпечення як безпеки астронавтів, так і успіху місії під час подорожі в глибокий космос", - зазначає співавтор дослідження Карен Круковскі
"Але", - додає вона, - "космонавти - це невелика популяція. Цікаво, що ці результати можуть допомогти запобігти багатьом іншим формам когнітивних порушень".
