Studie dvojčat astronautů odhaluje jemné genetické změny způsobené cestováním do vesmíru

Astronauti NASA s jednovaječnými dvojčaty Scottem a Markem Kellyovými jsou opět téměř identičtí. Takový je verdikt studie, která sledovala, jak se Scottovo tělo změnilo během téměř ročního letu do vesmíru v letech 2015-16, zatímco Mark zůstal na Zemi. Mnoho genetických, biochemických a dalších změn, které postihly Scotta, po jeho návratu z vesmíru většinou zmizelo, uvedli vědci 11. dubna v časopise Science1.

Protože se studie týkala pouze dvou lidí, není pravděpodobné, že by její výsledky byly široce použitelné pro ostatní astronauty. NASA však doufá, že tyto informace využije jako vodítko pro budoucí studie o zdraví astronautů, včetně plánovaných experimentů, které by zahrnovaly lety tří skupin po deseti astronautech do vesmíru v intervalu jednoho roku, šesti měsíců a dvou až tří měsíců.

Agentura rovněž pracuje na návratu astronautů na povrch Měsíce do roku 2024, což je cíl, který minulý měsíc oznámila administrativa prezidenta Donalda Trumpa. Pochopení toho, jak lidské tělo dlouhodobě reaguje na kosmický let, bude mít zásadní význam pro udržení zdraví těchto astronautů.

„Touha administrativy pokročit vpřed vnesla do základního programu věd o životě trochu více naléhavosti, abychom se pokusili tyto věci co nejrychleji pochopit,“ říká Stuart Lee, který studuje fyziologii astronautů v dodavatelské firmě KBRwyle v texaském Houstonu.

Přirozený experiment

Po celá desetiletí vědci studovali, jak prostředí s nízkou gravitací a vysokým ozářením ve vesmíru ovlivňuje lidské tělo. Se Scottem a Markem Kellyovými měla NASA bezprecedentní možnost porovnat dva lidi, kteří mají téměř stejnou genetickou informaci a podobné životní zkušenosti. Scott během studie letěl 340 dní po sobě na Mezinárodní vesmírné stanici a za svůj život strávil ve vesmíru celkem 520 dní. Mark letěl ve vesmíru 54 dní, rozložených do čtyř relativně krátkých letů raketoplánem.

Po dobu 25 měsíců podrobovalo deset výzkumných týmů dvojčata řadě testů, včetně odběru vzorků krve, moči a stolice před letem do vesmíru, během něj a po něm. „Studie dvojčat je nejkomplexnějším pohledem na reakci lidského těla na kosmický let, jaký jsme kdy měli,“ říká Susan Baileyová, bioložka zabývající se radiační rakovinou na Coloradské státní univerzitě ve Fort Collins. Mark jedl, pil a dělal si, co chtěl, zatímco Scott podléhal na palubě vesmírné stanice přísnému dietnímu a pohybovému režimu.

Scottovo tělo prodělalo řadu změn, které se po návratu na Zemi většinou vrátily do původního stavu. Patřily mezi ně změny v genových markerech souvisejících se stresem, možná kvůli změně prostředí, říká Andrew Feinberg, genetik z Johns Hopkins University School of Medicine v Baltimoru ve státě Maryland.

Nenápadné změny

Jedna genetická změna, která do značné míry přetrvala šest měsíců po Scottově návratu na Zemi, se týkala jeho chromozomů. Jejich části se invertovaly neboli převrátily konec na konec. To vede k poškození DNA a může to souviset s vysokým množstvím záření, kterému byl během pobytu ve vesmíru vystaven.

Mnoho uzávěrů na koncích Scottových chromozomů, tzv. telomer, se během kosmického letu také záhadně prodloužilo, říká Bailey. To je opak toho, co očekávala, protože telomery se s věkem zkracují a kosmický let zatěžuje organismus podobně jako stárnutí. Scottovy telomery se zkrátily během 48 hodin po návratu na Zemi a většinou se vrátily na délku před letem, i když nyní má více krátkých telomer než před letem. To by mohlo zvýšit riziko kardiovaskulárních onemocnění nebo některých typů rakoviny, říká Bailey.

Kellyovi jsou oba v důchodu v NASA. Scott o svém pobytu ve vesmíru píše a mluví. Mark kandiduje do Senátu USA za Arizonu ve volbách, které se budou konat příští rok.