Согласно первому в своем роде исследованию, проведенному Медицинской школой Икана на горе Синай, астронавты подвержены более высокому риску развития мутаций, возможно, связанных с космическим полетом, которые могут увеличить риск развития рака и сердечных заболеваний в течение их жизни.
Группа исследователей собрала образцы крови у астронавтов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), которые летали на космических челноках в период с 1998 по 2001 год. Они обнаружили мутации ДНК, известные как соматические мутации, в кроветворной системе (кроветворных стволовых клетках) во всех Учились 14 космонавтов.
Их результаты, опубликованные в августовском номере журнала Communications Biology , предполагают, что космические полеты могут быть связаны с этими мутациями, и подчеркивают важность постоянного скрининга крови астронавтов на протяжении всей их карьеры и во время выхода на пенсию для контроля за их здоровьем.
Соматические мутации — это мутации, которые происходят после зачатия человека и в клетках, отличных от сперматозоидов или яйцеклеток, что означает, что они не могут быть переданы потомству. Мутации, выявленные в этом исследовании, характеризовались чрезмерной представленностью клеток крови, полученных из одного клона, процесс, называемый клональным гематопоэзом (КГ).
Такие мутации часто вызываются факторами окружающей среды, такими как воздействие ультрафиолетового излучения или определенных химических веществ, и могут быть результатом химио- или лучевой терапии рака. Есть несколько признаков или симптомов, связанных с CH; большинство пациентов выявляются после генетического тестирования их крови на наличие других заболеваний. Хотя СН не обязательно является индикатором заболевания, он связан с более высоким риском сердечно- сосудистых заболеваний и рака крови.
«Астронавты работают в экстремальных условиях, где многие факторы могут привести к соматическим мутациям, в первую очередь космической радиации, что означает, что существует риск того, что эти мутации могут перерасти в клональное кроветворение. Учитывая растущий интерес как к коммерческим космическим полетам, так и к исследованию дальнего космоса, и потенциальных рисков для здоровья от воздействия различных вредных факторов, связанных с повторными или длительными исследовательскими космическими миссиями, такими как полет на Марс, мы решили ретроспективно изучить соматическую мутацию в когорте из 14 астронавтов», — говорится в исследовании. ведущий автор Дэвид Гукасян, доктор медицинских наук, профессор медицины (кардиологии) Института сердечно-сосудистых исследований в Икан-Маунт-Синай.
Объектами исследования были астронавты, совершившие относительно короткие (в среднем 12 дней) полеты на космических челноках в период с 1998 по 2001 год. Их средний возраст составлял примерно 42 года; примерно 85 процентов были мужчинами, и шесть из 14 были на своей первой миссии. Исследователи собрали образцы цельной крови астронавтов за 10 дней до полета и в день приземления, а лейкоциты — только через три дня после приземления. Образцы хранились при температуре -80ºC в течение примерно 20 лет.
Используя секвенирование ДНК с последующим обширным биоинформационным анализом, исследователи выявили 34 мутации в 17 генах CH-драйверов. Наиболее частые мутации произошли в TP53, гене, который продуцирует белок, подавляющий опухоль, и DNMT3A, одном из наиболее часто мутируемых генов при остром миелоидном лейкозе.
Однако частота соматических мутаций в генах, которые оценивали исследователи, составляла менее двух процентов, что является техническим порогом для соматических мутаций в гемопоэтических стволовых клетках, чтобы считаться клональным гематопоэзом с неопределенным потенциалом (CHIP). ЧИП чаще встречается у пожилых людей и связан с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, а также гематологического и солидного рака.
«Хотя клональный гемопоэз, который мы наблюдали, был относительно небольшого размера, тот факт, что мы наблюдали эти мутации, был неожиданным, учитывая относительно молодой возраст и здоровье этих астронавтов. Наличие этих мутаций не обязательно означает, что у астронавтов разовьется сердечно-сосудистое заболевание. или раком, но есть риск, что со временем это может произойти из-за постоянного и длительного пребывания в экстремальных условиях глубокого космоса», — сказал доктор Гукасян.
«Благодаря этому исследованию мы показали, что можем определить индивидуальную предрасположенность космонавтов к развитию заболеваний, связанных с их работой, без каких-либо последствий, которые могут повлиять на их способность выполнять свою работу. Действительно, наши исследования демонстрируют важность раннего и постоянного скрининга. Мы рекомендуем, чтобы НАСА и его медицинская команда проверяли астронавтов на соматические мутации и возможную клональную экспансию или регрессию каждые три-пять лет и, что не менее важно, в пенсионные годы, когда соматические мутации могут распространяться. клонировать и стать ЧИПОМ».
Исследование команды следует за предыдущими исследованиями, в которых использовались те же образцы для выявления прогностических биомаркеров в экзосомах — небольших покрытых липидами микроскопических пузырьках нуклеиновых кислот, белков, липидов и метаболитов, которые образуются в клетках человеческого тела и впоследствии попадают в кровь. кровообращения, следовательно, они несут информацию от своих исходных клеток, отражающую их межклеточное состояние. Эта особенность экзосом может квалифицировать их как важные биомаркеры здоровья и/или болезни, а также передавать информацию от одной клетки к другой на большом расстоянии в организме.
Когда они обрабатывали клетки человеческого сердца экзосомами, полученными от астронавтов, исследователи обнаружили, что экзосомы влияют на биологию рецептора витамина D, который играет ключевую роль в здоровье костей, сердца и скелетных мышц. Они также оценили влияние космического полета на митохондриальную ДНК — геном небольших органелл, снабжающих клетки энергией. В этом исследовании команда обнаружила, что количество внеклеточной митохондриальной ДНК, циркулирующей в крови астронавтов, было в 2-350 раз выше нормы, что может привести к окислительному повреждению и воспалению в других частях тела.
«Благодаря этим исследованиям мы продемонстрировали возможность оценки риска для здоровья астронавтов, связанного с космическими полетами. Сейчас важно провести лонгитюдные ретроспективные и хорошо контролируемые проспективные исследования с участием большого числа астронавтов, чтобы увидеть, как этот риск развивается на основе продолжительное воздействие, а затем сравнить эти данные с их клиническими симптомами, визуальными и лабораторными результатами.Это позволит нам делать обоснованные прогнозы относительно того, у каких людей с большей вероятностью разовьется заболевание, на основе явлений, которые мы наблюдаем, и откроет дверь для индивидуальной точности. подходы медицины к раннему вмешательству и профилактике», — сказал д-р Гукасян.
