Μπορούμε να προστατεύσουμε τον εγκέφαλο από την κοσμική ακτινοβολία;
Καθώς ετοιμαζόμαστε να εισέλθουμε σε μια νέα εποχή διαστημικών ταξιδιών, πρέπει να βρούμε τρόπους αποτροπής των κινδύνων για την υγεία που δημιουργεί το κοσμικό περιβάλλον. Η ακτινοβολία βαθιού διαστήματος, ειδικότερα, είναι γνωστό ότι επηρεάζει τη γνωστική λειτουργία. Βρήκαν οι ερευνητές έναν τρόπο να αναιρέσουν αυτή τη ζημιά;
Αυτή είναι η παραμονή της αποστολής αστροναυτών για να εξερευνήσουν το βαθύ διάστημα, να αποικίσουν και να διαμορφώσουν άλλους πλανήτες και να προγραμματίσουν τον διαστημικό τουρισμό.
Αλλά το διαστημικό ταξίδι έρχεται με το δικό του σύνολο κινδύνων για την υγεία.
Μια κύρια απειλή προέρχεται από την κοσμική ακτινοβολία, η οποία μπορεί να βλάψει το κεντρικό νευρικό σύστημα, μεταβάλλοντας τη γνωστική λειτουργία και οδηγώντας σε συμπτώματα παρόμοια με αυτά που εντοπίζονται στη νόσο του Alzheimer.
Με τις αποικιστικές αποστολές τους στον Άρη που έχουν προγραμματιστεί για τη δεκαετία του 2030, η NASA - καθώς και οι ιδιωτικές εταιρείες που ενδιαφέρονται για τις διαστημικές ταξιδιωτικές ιδέες - ερευνούσαν αποτελεσματικούς τρόπους προστασίας των αστροναυτών από τις βλάβες της ακτινοβολίας.
Μέχρι στιγμής, οι ερευνητές έχουν επικεντρωθεί κυρίως στο πώς να ενισχύσουν τα διαστημόπλοια και τα προστατευτικά ρούχα για τους ταξιδιώτες του διαστήματος για να αποτρέψουν αυτήν την ισχυρή ακτινοβολία.
Τώρα, ωστόσο, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο - με επικεφαλής τη Susanna Rosi - έχουν αρχίσει να αναπτύσσουν μια θεραπεία που θα μπορούσε να αντισταθμίσει τον νευροεκφυλισμό που προκλήθηκε από κοσμικές ακτίνες.
Τα αποτελέσματα των πειραμάτων τους, τα οποία πραγματοποίησαν σε μοντέλα ποντικιού, δημοσιεύονται τώρα στο περιοδικό Επιστημονικές εκθέσεις.
«Η κοσμική ακτινοβολία μπορεί να επηρεάσει τον εγκέφαλο μακροπρόθεσμα»
Προηγούμενη έρευνα που διεξήχθη από τον Rosi και την ομάδα διαπίστωσε ότι, αφού τα ποντίκια εκτέθηκαν σε ένα επίπεδο ακτινοβολίας περίπου ισοδύναμο με αυτό που οι ανθρώπινοι αστροναύτες θα μπορούσαν να συναντήσουν κατά τη διάρκεια μιας αποστολής στο διάστημα, η ικανότητά τους να κάνουν διάκριση μεταξύ οικείων και άγνωστων αντικειμένων μειώθηκε.
Συνήθως, όταν τα ποντίκια έρχονται αντιμέτωπα με δύο αντικείμενα - ένα που είναι νέο και άγνωστο σε αυτά και ένα που προηγουμένως εξερεύνησαν - θα αφιερώσουν περισσότερο χρόνο εξοικειωμένοι με το νέο αντικείμενο.
Ωστόσο, τα ζώα που είχαν εκτεθεί σε ακτινοβολία τείνουν να περνούν ίσο χρόνο για να εξερευνήσουν και τα δύο αντικείμενα, γεγονός που υποδηλώνει στους ερευνητές ότι τα ποντίκια είχαν ξεχάσει ότι είχαν ήδη εκτεθεί σε ένα από τα δύο.
Άλλα συμπτώματα που παρουσίασαν τα ποντίκια περιελάμβαναν προβλήματα με κοινωνικές αλληλεπιδράσεις και αίσθηση αυξημένου άγχους. Ο Rosi και η ομάδα σημειώνουν ότι αυτό ήταν πιθανό λόγω της επίδρασης που είχε η ισχυρή ακτινοβολία στα μικρογλοία ή στα νευρικά κύτταρα που βρέθηκαν στον εγκέφαλο και τη νωτιαία μυελό που αποτελούν μέρος του ανοσοποιητικού μηχανισμού του κεντρικού νευρικού συστήματος.
Όταν ενεργοποιούνται τα μικρογλοία, μπορούν να προκαλέσουν συμπτώματα - όπως μειωμένη ανάκληση της μνήμης - που συνάδουν με αυτά των νευροεκφυλιστικών διαταραχών.
Αυτό οφείλεται εν μέρει στο γεγονός ότι οδηγούνται να καταστρέψουν συνάψεις ή τις συνδέσεις που σχηματίζονται μεταξύ εγκεφαλικών κυττάρων που τους επιτρέπουν να μεταφέρουν πληροφορίες.
«Αρχίζουμε να έχουμε στοιχεία ότι η έκθεση σε βαθιά διαστημική ακτινοβολία μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργία του εγκεφάλου μακροπρόθεσμα, αλλά όσο γνωρίζω, κανείς δεν είχε διερευνήσει πιθανά αντίμετρα που θα μπορούσαν να προστατεύσουν τον εγκέφαλο των αστροναυτών από αυτό το επίπεδο έκθεσης σε ακτινοβολία. "
Σουζάνα Ρόσι
Η νέα ένωση δείχνει υπόσχεση
Στη νέα μελέτη, ο Rosi και οι συνεργάτες του συνεργάστηκαν με ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Loma Linda στην Καλιφόρνια για να βρουν μια θεραπεία που θα μπορούσε να εξουδετερώσει τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας στον εγκέφαλο.
Ξεκίνησαν με ένα παρόμοιο πείραμα σε ποντίκια, στο οποίο εκτέθηκαν σε μια δόση ακτινοβολίας παρόμοια με αυτήν που θα μπορούσε να επηρεάσει έναν ταξιδιώτη βαθιού διαστήματος.
Μετά από μια εβδομάδα, στα ποντίκια δόθηκε κανονική, ελεγχόμενη δίαιτα για 15 ημέρες, ή μια που περιλάμβανε θεραπεία με μια πειραματική ένωση που ονομάζεται PLX5622.
Η διατροφή PLX5622 λειτουργεί καταστρέφοντας τα μικρογλοία στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Σε προηγούμενη έρευνα, η θεραπεία με PLX5622 είχε αποδειχθεί ότι προστατεύει τη γνωστική λειτουργία σε ποντίκια που εκτέθηκαν σε κρανιακή ακτινοβολία ως μορφή θεραπείας καρκίνου. Ο Ρόσι και η ομάδα πήραν την ένδειξη από αυτά τα αποτελέσματα.
Τα πρόσφατα πειράματα απέδωσαν επίσης ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Πρώτον, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι, αν και στην αρχή δεν παρουσίασαν καμία γνωστική εξασθένηση, εντός 3 μηνών από την αρχική ακτινοβόληση, τα ποντίκια δίαιτας ελέγχου παρουσίασαν μειωμένη αναγνώριση αντικειμένων.
Ωστόσο, τα ποντίκια που είχαν λάβει θεραπεία με PLX5622 δεν έδειξαν τέτοια βλάβη στην ανάκληση της μνήμης.
Συγκρίνοντας τους εγκεφάλους των ποντικών από κάθε ομάδα, οι ερευνητές αποκάλυψαν ότι εκείνοι από την ομάδα ελέγχου εμφάνισαν πολλά ενεργοποιημένα μικρογλοία και είχαν χάσει πολλές συνάψεις, ενώ εκείνοι από την ομάδα θεραπείας PLX5622 φαίνονταν υγιείς.
Γιατί είναι αυτό? Ο Rosi και η ομάδα πιστεύουν ότι αναγκάζοντας το κεντρικό νευρικό σύστημα να εξαλείψει την ενεργοποιημένη μικρογλοία, νέα, υγιή νευρικά κύτταρα ήρθαν να τα αντικαταστήσουν, επιτρέποντας στα ποντίκια να διατηρήσουν τη φυσιολογική γνωστική λειτουργία.
«Αυτό είναι πραγματικά καθαρό στοιχείο, πρώτον ότι η επανεκκίνηση της μικρογλοίας του εγκεφάλου μπορεί να προστατεύσει τη γνωστική λειτουργία μετά από έκθεση σε ακτινοβολία και δεύτερον ότι δεν χρειάζεται απαραίτητα να αντιμετωπίσουμε αμέσως μετά την έκθεση στην ακτινοβολία για να είναι αποτελεσματικό το φάρμακο», εξηγεί ο Rosi.
Ωστόσο, οι ερευνητές είναι ενθουσιασμένοι όχι μόνο για τις δυνατότητες αυτής της πειραματικής θεραπείας για τους ταξιδιώτες στο διάστημα. Τα ναρκωτικά που χρησιμοποιούν παρόμοιους μηχανισμούς όπως το PLX5622 δοκιμάζονται ήδη σε κλινικές δοκιμές για τη θεραπεία του καρκίνου.
Αυτό σημαίνει ότι τέτοια φάρμακα μπορεί να προσφερθούν καλά σε ένα ευρύτερο φάσμα προβλημάτων, συμπεριλαμβανομένης της γνωστικής εξασθένησης μετά την αντιμετώπιση του καρκίνου.
«Η NASA ενδιαφέρεται πολύ να βρει τρόπους διασφάλισης τόσο της ασφάλειας των αστροναυτών όσο και της επιτυχίας της αποστολής κατά τη διάρκεια των διαστημικών ταξιδιών», σημειώνει η συν-συγγραφέας της μελέτης Karen Krukowski
«Αλλά», προσθέτει, «οι αστροναύτες είναι ένας μικρός πληθυσμός - είναι συναρπαστικό το γεγονός ότι αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν ενδεχομένως να βοηθήσουν στην πρόληψη πολλών άλλων μορφών γνωστικής βλάβης».
