NOWY JORK – Nowe badania sugerują, że ekspresja genów jest zmieniona w białych krwinkach związanych z układem odpornościowym osób żyjących w kosmosie, dostarczając wglądu w widoczną podatność na infekcje, która została opisana u astronautów na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

Wykorzystując próbki krwi trzech astronautów płci żeńskiej i 11 płci męskiej przed lotem, a także cztery próbki pobrane od samych astronautów podczas ich 4,5 do 6,5 miesiąca w przestrzeni kosmicznej na ISS w okresie od 2015 do 2019 r., naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie RNA na podstawie profilowanie ekspresji genów na krwinkach białych.

Następnie porównali wzorce transkryptomiczne w próbkach kosmicznych oraz w odniesieniu do cech ekspresji białych krwinek stwierdzonych na początku badania oraz w próbkach pobranych w pięciu punktach czasowych po powrocie astronautów na Ziemię — pracę opisali w badaniu opublikowanym w czasopiśmie Granice w immunologii w czwartek.

„Eksperymentalny projekt pozwolił nam zbadać zmiany czasowe podczas całej misji, aż do jednego roku po locie” starszy i korespondent Odette Laneuville, biolog powiązana z University of Ottawa i laboratorium badań kości i stawów Ottawa Hospital Research Institute, powiedziała w e-mailu.

Analizy zespołu ujawniły 276 różnie wyrażanych genów w białych krwinkach leukocytów pochodzących od osób, które spędziły sześć miesięcy w kosmosie, w tym 100 genów związanych z odpornością, wykazujących zmniejszoną ekspresję w kosmosie i przywrócenie ekspresji przed lotem po powrocie astronautów na Ziemię. W pracy zwrócono również uwagę na zestaw ponad dwudziestu genów o zwiększonej ekspresji na ISS – zestaw, który obejmował geny związane ze strukturą lub funkcją, regulacją molekularną lub procesami rozwojowymi.

„Po dotarciu w kosmos zmiany transkryptomiczne wskazują na obniżone funkcje odpornościowe i zwiększoną podstawową aktywność komórkową związaną ze zmianami adaptacyjnymi” – stwierdzili autorzy, dodając, że ich odkrycia „rzucają światło na modulację immunologiczną w przestrzeni” i „czas zróżnicowanej ekspresji w przejście do iz kosmosu”, jednocześnie zaznaczając główne zmiany adaptacyjne w aktywności leukocytów, aby przystosować się do ekstremalnych środowisk.

Oczekuje się, że razem zmiany w ekspresji genów wpłyną na zdolności układu odpornościowego poszczególnych osób w kosmosie, stwierdzili naukowcy. Mimo to zauważyli, że ekspresja tych genów wracała do poziomu wyjściowego średnio po kilku tygodniach powrotu na Ziemię.

„Wiele genów związanych z funkcjami odpornościowymi szybko spada, gdy docierają do przestrzeni kosmicznej i [show the opposite pattern] po powrocie na Ziemię po sześciu miesiącach na pokładzie ISS,,Łaneuville wyjaśnił, dodając, że związany z przestrzenią spadek ekspresji genów związanych z odpornością „może wyjaśniać, dlaczego astronauci wydają się bardziej podatni na choroby zakaźne podczas przebywania w kosmosie”.

Odkrycia pokrywają się z wcześniejszymi badaniami dokumentującymi reaktywację utajonych wirusów, takich jak wirus Epsteina-Barra, wirus opryszczki pospolitej 1 lub wirus ospy wietrznej i półpaśca u astronautów w kosmosie, wraz ze zwiększonym wydalaniem powiązanych cząstek wirusowych w ślinie, moczu lub innych płyny biologiczne, Łaneuville wyjaśnione. Te i inne cechy związane z odpornością wskazują na osłabioną odporność tych odkrywców kosmosu podczas ich podróży i tygodni po powrocie na Ziemię.

Na podstawie ustaleń z obecnego badania i badań zgłoszonych w przeszłości zespół zasugerował, że zidentyfikowane zmiany ekspresji genów w komórkach leukocytów mogą wynikać z wpływu mikrograwitacji na dystrybucję osocza krwi w organizmie, co, jak wykazano, zmniejsza objętość osocza krwi w przestrzeni .

Badacze zauważyli, że potrzebne będą dodatkowe badania, aby ocenić rzeczywiste konsekwencje wykrytej dynamiki ekspresji genów dla układu odpornościowego i ostrzegli, że powrót astronautów do ekspresji sprzed lotu kosmicznego może się nieco różnić w zależności od wieku, płci, wcześniejszej ekspozycji na patogen i genotyp. Zasugerowali również, że potrzebne będą dalsze prace, aby znaleźć sposoby przeciwdziałania zmianom ekspresji genów związanym z przestrzenią kosmiczną i potencjalnym skutkom supresji immunologicznej u osób spędzających długie okresy czasu w kosmosie.

„Słabsza odporność zwiększa ryzyko chorób zakaźnych, które ograniczają zdolność astronautów do wykonywania ich bardzo wymagającej pracy w kosmosie” — argumentował Laneuville. „Gdyby infekcja lub stan związany z odpornością rozwinął się do ciężkiego stanu wymagającego opieki medycznej, astronauci przebywający w kosmosie mieliby ograniczony dostęp do opieki i leków”.

W oświadczeniu zaznaczyła, że ​​„[e]Wczesne wykrycie daje możliwości interwencji, której celem jest zapobieganie progresji do ciężkich objawów.„