Menghantar misi berawak ke Mars bukan hanya memerlukan kenderaan pelancaran yang kuat, tetapi juga pemahaman tentang bagaimana penerbangan ruang angkasa tiga tahun dapat mempengaruhi tubuh manusia.
Dengan pembiayaan dari National Aeronautics and Space Administration (NASA), para saintis di Wake Forest Institute for Regenerative Medicine dan rakan-rakan mereka menggunakan sel induk manusia untuk menentukan kesan pendedahan radiasi di ruang dalam.
Pasukan penyelidik telah membuktikan untuk pertama kalinya bahawa radiasi dari penerbangan jarak jauh dapat meningkatkan risiko terkena leukemia pada manusia.
"Saya harap pengalaman kami dapat membantu NASA menilai potensi risiko dan mengembangkan strategi untuk mengatasinya," kata Christopher Porada, saintis kanan projek itu. Kumpulan ini sedang menguji suplemen pemakanan yang dapat melindungi angkasawan dari kesan buruk ini.
Pendedahan radiasi adalah salah satu aspek paling berbahaya dalam perjalanan ke Marikh, menurut NASA. Jarak rata-rata ke Planet Merah adalah sekitar 200 juta kilometer, dan seluruh perjalanan dapat memakan waktu tiga tahun.
Tujuan kajian ini, yang diterbitkan dalam jurnal Leukemia, adalah untuk menilai kesan langsung dari radiasi zarah tenaga suria (SEP) dan sinaran kosmik galaksi (GCR) pada sel stem hematopoietik manusia (HSC). Sel induk ini mengandungi sumsum tulang kurang dari 0.1%, tetapi menghasilkan banyak jenis sel darah yang beredar ke seluruh badan dan bertanggungjawab untuk mengangkut oksigen, melawan jangkitan, dan menghilangkan sel-sel barah.
Untuk kajian ini, sel induk diambil dari penderma sihat yang berusia astronot (30-55 tahun). Selama eksperimen, mereka terdedah kepada proton dan ion besi dalam dosis yang khas dari ruang dalam. Kemudian kajian makmal dan eksperimen dijalankan untuk menentukan kesan radiasi.
"Kami mendapati bahawa radiasi mengurangkan kemampuan HSC untuk menghasilkan hampir semua jenis sel darah sebanyak 60-80%," kata Porada. "Ini boleh menyebabkan kelemahan sistem kekebalan tubuh dan anemia semasa misi yang berlanjutan di ruang dalam."
Video promosi:
Pada langkah seterusnya, para saintis menilai bagaimana sel berfungsi di dalam badan. Sel HSC manusia yang disinari dipindahkan ke dalam tikus, dengan berkesan "memanusiakan" haiwan. Akibatnya, mereka mengalami leukemia limfoblastik akut.
"Penyinaran dapat meningkatkan risiko terkena leukemia," kata Porada. "Selain itu, radiasi mempengaruhi kemampuan HSC untuk menghasilkan jenis sel darah putih yang terlibat dalam memerangi penyerang asing seperti jangkitan atau sel tumor. Ini dapat mengurangkan kemampuan sistem kekebalan tubuh untuk menghilangkan sel-sel ganas yang disebabkan oleh mutasi yang disebabkan oleh radiasi."
Hasilnya sangat mengganggu memandangkan karya sebelumnya menunjukkan bahawa keadaan mikrograviti juga dapat menyebabkan perubahan ketara dalam sistem kekebalan tubuh, bahkan setelah misi pendek di orbit Bumi rendah, di mana angkasawan sebagian besar terlindung dari radiasi, kata Porada. Kesan gabungan mikrograviti dan radiasi dapat memperburuk risiko disfungsi imun dan barah.
Program Penyelidikan Manusia NASA dirancang untuk menjadikan misi ruang angkasa seaman mungkin. Ia mengeksplorasi bukan sahaja kesan radiasi, tetapi juga keadaan mikrograviti, pengasingan dan pengurungan dalam lingkungan terkurung yang jauh dari Bumi.
