Astronauttvillingars studie visar på subtila genetiska förändringar orsakade av rymdresor

NASA:s astronauter Scott och Mark Kelly, som är enäggstvillingar, är nästan identiska igen. Det visar en studie där man följt hur Scotts kropp förändrades under en nästan ett år lång rymdresa 2015-16, medan Mark stannade kvar på jorden. Många av de genetiska, biokemiska och andra förändringar som hade påverkat Scott försvann mestadels när han återvände från rymden, rapporterade forskarna den 11 april i Science1.

Då studien endast omfattar två personer är det inte troligt att resultaten kan tillämpas generellt på andra astronauter. Men NASA hoppas kunna använda informationen för att vägleda framtida studier av astronauters hälsa, inklusive planerade experiment som skulle innebära att tre grupper om tio astronauter flygs ut i rymden med intervaller på ett år, sex månader respektive två till tre månader.

Myndigheten arbetar också för att skicka tillbaka astronauter till månens yta senast 2024, ett mål som tillkännagavs förra månaden av president Donald Trumps administration. Att förstå hur människokroppen reagerar på rymdfärder på lång sikt kommer att vara avgörande för att hålla dessa astronauter friska.

”Administrationens önskan att gå vidare har gjort det mer brådskande att genomföra grundläggande program för biovetenskap för att försöka förstå dessa saker så snabbt som möjligt”, säger Stuart Lee, som studerar astronautfysiologi vid entreprenörsföretaget KBRwyle i Houston, Texas.

Naturligt experiment

I årtionden har forskarna studerat hur rymdmiljön med låg gravitation och hög strålning påverkar människokroppen. Med Scott och Mark Kelly fick NASA en aldrig tidigare skådad chans att jämföra två personer som har nästan samma genetiska information och liknande livserfarenheter. Scott flög 340 dagar i följd på den internationella rymdstationen under studien och har under hela sitt liv totalt 520 dagar i rymden. Mark har flugit i rymden i 54 dagar, fördelat på fyra relativt korta rymdfärjeflygningar.

I 25 månader utsatte tio forskargrupper tvillingarna för ett batteri av tester, bland annat genom att ta blod-, urin- och avföringsprover före, under och efter rymdresan. ”Tvillingsstudien är den mest omfattande bild som vi någonsin har fått av hur människokroppen reagerar på rymdfärder”, säger Susan Bailey, strålningscancerbiolog vid Colorado State University i Fort Collins. Mark åt, drack och gjorde vad han ville, medan Scott var föremål för en strikt diet- och träningsregim ombord på rymdstationen.

Scotts kropp genomgick ett antal förändringar som för det mesta vände sig när han återvände till jorden. De omfattade förändringar i genmarkörer som är kopplade till stress, kanske på grund av miljöombytet, säger Andrew Feinberg, genetiker vid Johns Hopkins University School of Medicine i Baltimore, Maryland.

Subtila förändringar

En genetisk förändring som i stort sett kvarstod sex månader efter att Scott återvänt till jorden påverkade hans kromosomer. Delar av dem inverterades, eller vändes från ena änden till den andra. Detta leder till DNA-skador och kan vara kopplat till de stora mängder strålning som han utsattes för när han befann sig i rymden.

Många av de hattar som sitter i slutet av Scotts kromosomer, så kallade telomerer, förlängdes också på ett mystiskt sätt under rymdfärden, säger Bailey. Det är motsatsen till vad hon hade förväntat sig, eftersom telomererna förkortas med åldern, och rymdfärder stressar kroppen på ungefär samma sätt som åldrandet gör. Scotts telomerer förkortades inom 48 timmar efter att han återvänt till jorden och är i stort sett tillbaka på samma längd som före flygningen, även om han har fler korta telomerer nu än före flygningen. Detta skulle kunna öka hans risk för hjärt- och kärlsjukdomar eller vissa typer av cancer, säger Bailey.

Kellys är båda pensionerade från NASA. Scott har skrivit och talat om sin tid i rymden. Mark kandiderar till att representera Arizona i den amerikanska senaten, i ett val som kommer att äga rum nästa år.